地熱発電技術に関する委託研究
研究課題「地熱貯留層評価・管理技術」
技術マニュアル（涵養マニュアル）平成 30 年 2 月

委託
受託

独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構
地 熱 技 術 開 発 株 式 会 社
奥 会 津 地 熱 株 式 会 社
国立研究開発法人 産業技術総合研究所

はじめに
本技術マニュアル（地熱発電技術に関する委託研究

研究課題「地熱貯留層評価・管理技術」技術マニュアル）は、持続的で安定的な地熱開発のための「涵養（かんよう）技術」の普及・啓発を図るため、国内の地熱開発に携わる技術者向けに、独立行政法
人石油天然ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）が作成したものである。
国内の地熱発電所においては、蒸気生産量と自然涵養のアンバランスに起因する蒸気不足や、貯留層の過熱化に伴う過熱蒸気あるいは二次的に発生する強酸性流体による地上設備の腐食等の問題が発生しており、出力減少の一因となっている。
この対処法の一つとして、JOGMECではアメリカのザ・ガイザースなど海外の地熱発電所において、出力の減少緩和に成功している涵養技術を、日本の地熱発電所に適用するための技術開発に取り組んでいる。
平成25年度から平成29年度にかけて、福島県の柳津西山地熱発電所を実証フィー
ルドとして、涵養技術に関する実証試験及び貯留層シミュレーションや涵養中の各種モニタリング等を実施することにより、地熱貯留層への涵養の規模により、温泉帯水層や地熱貯留層にどのような影響が及ぶかを評価した。
本技術マニュアルは、上記委託研究の成果の一部として、5ヵ年の研究開発で得られた知見をまとめたものである。大きく2つの章から構成され、第1章では、涵養技術の地熱発電所への適用検討から、計画・準備・事前評価、実際の操業、その評価及び最適化までの一連の流れを順にまとめた。そして、第2章では、実際に第1章の流れに沿って、柳津西山地熱発電所に涵養技術を適用した際の事例を紹介した。本書が地熱資源開発促進の一助となることを祈念する。

平成 30 年 2 月
独立行政法人石油・天然ガス金属鉱物資源機構

現状把握と方針策定

・現況把握（現状の把握と問題点の整理）
・対策検討と方針策定
・目標設定

全
体
計
画

全体計画

・涵養方針の検討（既存井or新掘、仕上げ方法、地上設備）
・調査計画（調査項目、全体スケジュール、モニタリング、環境影響）
・立地・法令調査（取水権、地元対応等）

調査・検討

・既往調査（文献調査等）
・地質調査（地質断裂系、物理探査等）
・坑井調査（既存井検層、トレーサ試験）・地下構造解析・貯留層シミュレーション（貯留層モデル作成、涵養位置・涵養量の推定）

調
査
・
設
計

設計・準備

・涵養位置選定・涵養量の目標設定

・坑跡検討（新掘の場合）

設備工事

・涵養設備工事（涵養井掘削もしくは既存井改修、地上設備）

・モニタリング網の整備

操業計画

・貯留層変動予測（涵養および将来予測シミュレーション）
・涵養計画の策定（涵養スケジュール、注水量、オペレーション手順）・トラブル対策策定（トラブル予想と対策の事前検討）

予備試験

・予備試験（短期/長期ステップレート試験、注水中PTS等）
・坑井調査
・モニタリング・環境影響調査・解析、検討（※）

対策

操
業

評価

・評価

→予備試験もしくは操業の解析・検討結果から評価→操業計画の再検討or操業への移行を判断
最適化

操業・涵養の中断もしくは終了を判断

・涵養オペレーション
・坑井調査
・モニタリング・環境影響調査・解析、検討（※）

涵養の中断/終了
事例※解析、検討の内容
・地下構造解析（更新）

各年度の成果報告書から抜粋

・貯留層変動予測（更新）・涵養効果の評価（涵養効果、干渉）・対策の検討（追加調査、モニタリング網強化等）

第 1 図 貯留層評価・管理技術マニュアル フロー図

目次
I． 技術マニュアル
I－１ 全体計画 ................................................................................................................ 1
I－１－１ 現状把握と方針策定 .................................................................................. 1
I－１－２ 全体計画 ..................................................................................................... 4
I－２ 調査・検討 .......................................................................................................... 15
I－２－１ 調査・検討 ............................................................................................... 15
I－２－２ 設計・準備 ............................................................................................... 35
I－２－３ 設備工事 ................................................................................................... 40
I－３ 操業 ..................................................................................................................... 47
I－３－１ 操業計画 ................................................................................................... 47
I－３－２ 予備試験 ................................................................................................... 52
I－３－３ 評価 .......................................................................................................... 72
I－３－４ 操業 .......................................................................................................... 73
II．事例
II－１ 全体計画 ............................................................................................................ 74
II－１－１ 現状把握と方針策定 ............................................................................... 74
II－１－１－１ 現状把握 ...................................................................................... 74
II－１－１－２ 対策検討と方針策定 .................................................................... 74
II－１－１－３ 目標設定 ...................................................................................... 75
II－１－２ 全体計画 ................................................................................................. 76
II－１－２－１ 涵養方針の検討 ........................................................................... 76
II－１－２－２ 調査計画 ...................................................................................... 77
II－１－２－３ 立地・法令調査 ........................................................................... 84
II－２ 調査・設計 ........................................................................................................ 89
II－２－１ 調査・検討.............................................................................................. 89
II－２－１－１ 既往調査 ...................................................................................... 89
II－２－１－２ 地質調査 ...................................................................................... 92
II－２－１－３ 坑井調査 .................................................................................... 163

II－２－１－４ 地下構造解析 ............................................................................. 184
II－２－１－５ 貯留層シミュレーション .......................................................... 188
II－２－２ 設計・準備............................................................................................ 195
II－２－２－１ 涵養位置選定 ............................................................................. 195
II－２－２－２ 涵養量の目標設定 ..................................................................... 202
II－２－２－３ 坑跡検討 .................................................................................... 202
II－２－２－４ 涵養井の仕上げ方法 .................................................................. 204
II－２－２－５ 地上設備 .................................................................................... 204
II－２－３ 設備工事 ............................................................................................... 197
II－２－３－１ 涵養設備工事 ............................................................................. 197
II－２－３－２ モニタリング網の整備 .............................................................. 207
II－３ 操業 .................................................................................................................. 217
II－３－１ 操業計画 ............................................................................................... 217
II－３－１－１ 貯留層変動予測 ......................................................................... 217
II－３－１－２ 涵養計画の策定 ......................................................................... 223
II－３－１－３ トラブル対策の策定 .................................................................. 229
II－３－２ 予備試験 ............................................................................................... 239
II－３－２－１ 予備試験 .................................................................................... 239
１. 涵養注水方法 ............................................................................................... 239
２. 短期/長期ステップレート試験 .................................................................... 242
３. 注水中 PTS 検層 .......................................................................................... 248
II－３－２－２ 坑井調査 .................................................................................... 253
１. PTS サンプラ検層（Well 5） ...................................................................... 253
II－３－２－３ モニタリング ............................................................................. 261
１. 坑内圧力温度モニタリング ......................................................................... 261
２. トレーサ試験 ............................................................................................... 285
３. 弾性波モニタリング .................................................................................... 310
４. 浅部比抵抗モニタリング ............................................................................. 318
５. 生産井変動調査 ............................................................................................ 327
６. MT モニタリング ......................................................................................... 405

II－３－２－４ 環境影響調査 ............................................................................. 427
１. 有感地震......................................................................................................... 427
２. 温泉変動調査 ................................................................................................. 428
II－３－２－５ 解析・検討 ................................................................................ 429
１. 地熱構造モデルの更新 .................................................................................. 429
１.１ 地熱構造モデル作成の手順と使用したデータ・情報について .............. 429
１.２ 主な分布図とデータの解釈について（地熱構造モデル作成時の前提条件等）......................................................................................................................................... 441
１.３ 地熱構造モデル ........................................................................................ 443
１.４ AE 分布図途中結果（涵養試験中，試験後のデータ）について ............ 448
２. 貯留層モデルの更新 ...................................................................................... 450
２.１ モデルの概要 ............................................................................................ 450
２.２ 自然状態シミュレーション結果 .............................................................. 450
３. 涵養井と他坑井の干渉 .................................................................................. 455
３.１ 経過と要因を特定するための情報の整理 ............................................... 455
３.２ Well 8 の生産障害の経過と要因について ............................................... 458
４. 涵養による効果 ............................................................................................. 467
４.１ 涵養に伴う効果の推定 ............................................................................. 467
５. 対策の検討 ..................................................................................................... 477
II－３－３ 評価 ................................................................................................... 479
II－３－４ 操業 ................................................................................................... 480
参考文献 .......................................................................................................................... 481

図表一覧
第Ⅰ-1-1-1-1 図

アンケート調査結果 ............................................................................... 1

第Ⅰ-1-1-2-1 図

EGS 涵養技術の概念.............................................................................. 2

第Ⅰ-1-2-3-1 図

水利権についてのフローマニュアル ................................................... 12

第Ⅰ-1-2-3-2 図

地元説明についてのフローマニュアル ............................................... 13

第Ⅰ-1-2-3-3 図

許認可についてのフローマニュアル ................................................... 14

第Ⅰ-2-1-5-1 図

自然状態シミュレーションの一般的な流れ ........................................ 33

第Ⅰ-2-1-5-2 図

ヒストリーマッチングシミュレーションの一般的な流れ .................. 34

第Ⅰ-2-2-1-1 図

涵養位置選定の流れ ............................................................................. 35

第Ⅰ-3-1-2-1 図

予備試験のスケジュール概要 .............................................................. 50

第Ⅰ-3-2-3-1 図

トレーサ注入方法の例 ......................................................................... 57

第Ⅰ-3-2-3-2 図

蒸気サンプリングの方法...................................................................... 57

第Ⅰ-3-2-4-1 図

有感地震観測フロー図...................................................................... 67

第Ⅰ-3-2-4-2 図

温泉変動調査

フロー図...................................................................... 68

第Ⅱ-1-2-2-1 図

全体スケジュール ................................................................................. 79

第Ⅱ-2-1-1-1 図

地熱データベースシステム G★Base の構造 ...................................... 89

第Ⅱ-2-1-1-2 図

共用データベースの簡易検索ツールの利用例 .................................... 91

第Ⅱ-2-1-2-1-1 図

地質構造モデル（A-A’断面） ........................................................ 94

第Ⅱ-2-1-2-1-2 図

地質構造モデル（B-B’断面） ........................................................ 95

第Ⅱ-2-1-2-1-3 図

地質断面と MT 法１次元解析断面の比較図（A-A’断面） ........... 96

第Ⅱ-2-1-2-1-4 図

地質断面と MT 法３次元解析断面の比較図（A-A’断面） ........... 97

第Ⅱ-2-1-2-1-5 図

地質断面と MT 法１次元解析断面の比較図（B-B’断面） ........... 97

第Ⅱ-2-1-2-1-6 図

地質断面と MT 法３次元解析断面の比較図（B-B’断面） ........... 98

第Ⅱ-2-1-2-2-1 図

MT 法の原理 ..................................................................................... 99

第Ⅱ-2-1-2-2-2 図

地熱貯留層と比抵抗分布の例(大霧地域)（高倉, 2014） ............... 100

第Ⅱ-2-1-2-2-3 図

地熱貯留層と比抵抗分布の例(木地山・下の岱地域) ..................... 100

第Ⅱ-2-1-2-2-4 図MT 法システム概念図 .................................................................... 103

第Ⅱ-2-1-2-2-5 図

現地踏査例 ...................................................................................... 104

第Ⅱ-2-1-2-2-6 図

電極の設置例 ................................................................................... 105

第Ⅱ-2-1-2-2-7 図

磁場センサーの設置例 .................................................................... 106

第Ⅱ-2-1-2-2-8 図

測定風景 .......................................................................................... 107

第Ⅱ-2-1-2-2-9 図

データ処理フロー ........................................................................... 108

第Ⅱ-2-1-2-2-10 図

リモートリファレンス点位置図 ................................................... 112

第Ⅱ-2-1-2-2-11 図

解析フロー..................................................................................... 115

第Ⅱ-2-1-2-2-12 図

1 次元解析モデル例 ...................................................................... 117

第Ⅱ-2-1-2-2-13 図

3 次元解析に用いるグリッドモデル(広域) ................................... 122

第Ⅱ-2-1-2-2-14 図

3 次元解析に用いるグリッドモデル(解析対象範囲) .................... 123

第Ⅱ-2-1-2-2-15 図

3 次元解析に用いるグリッドモデルの鳥瞰図 .............................. 123

第Ⅱ-2-1-2-2-16 図

坑井の検層比抵抗データと 3 次元インバージョン解析から得られた

最適モデルの比抵抗値との比較図(その 1) ..................................................................... 126
第Ⅱ-2-1-2-2-17 図

坑井の検層比抵抗データと 3 次元インバージョン解析から得られた

最適モデルの比抵抗値との比較図 (その 2) ................................................................... 127
第Ⅱ-2-1-2-2-18 図

MT 法 3 次元解析によって得られた比抵抗構造モデルの XX 成分とXY 成分の MT 探査曲線(aiz-004～aiz-520) .................................................................. 128
第Ⅱ-2-1-2-2-19 図MT 法 3 次元解析によって得られた比抵抗構造モデルの YY 成分と

YX 成分の MT 探査曲線(aiz-004～aiz-520) .................................................................. 129
第Ⅱ-2-1-2-2-20 図

3 次元解析で得られた比抵抗モデルの東西方向の垂直断面図(断面位

置:NS-grid=32) ............................................................................................................... 130
第Ⅱ-2-1-2-2-21 図

調査位置図 .................................................................................... 132

第Ⅱ-2-1-2-2-22 図

AMT 法の測点および測線位置図 ................................................. 133

第Ⅱ-2-1-2-2-23 図

AMT 法のインダクションベクトル（実数部分）の分布図と ..... 138

第Ⅱ-2-1-2-2-24 図

AMT 法のインダクションベクトル（実数部分）の分布図と ..... 139

第Ⅱ-2-1-2-2-25 図

各測線の TM モードの見掛比抵抗と位相を用いた 2 次元解析から求められた比抵抗断面 ........................................................................................................ 142
第Ⅱ-2-1-2-3-1 図

調査地域位置図 ............................................................................... 147

第Ⅱ-2-1-2-3-2 図

重力測点位置図（国土地理院 5 万分の 1 地形図「宮下」より作成）......................................................................................................................................... 148
第Ⅱ-2-1-2-3-3 図

解析範囲の位置図 ........................................................................... 151

第Ⅱ-2-1-2-3-4 図

ブーゲー異常図（仮定密度 2.15g/cm3） ....................................... 152

第Ⅱ-2-1-2-3-5 図

残差重力異常図（仮定密度 2.25g/cm3） ....................................... 153

第Ⅱ-2-1-2-3-6 図

密度構造断面図：m0 線 ................................................................. 154

第Ⅱ-2-1-2-3-7 図

密度構造断面図：m0-1 線 .............................................................. 154

第Ⅱ-2-1-2-3-8 図

密度構造断面図：m0+1 線 ............................................................. 155

第Ⅱ-2-1-2-3-9 図

密度構造断面図：m1 線 ................................................................. 155

第Ⅱ-2-1-2-3-10 図

密度構造断面図：m2 線 ............................................................... 156

第Ⅱ-2-1-2-3-11 図

密度構造断面図：m3 線................................................................ 156

第Ⅱ-2-1-2-3-12 図

密度構造断面図：m4 線 ............................................................... 157

第Ⅱ-2-1-2-3-13 図

密度境界面深度分布図 .................................................................. 158

第Ⅱ-2-1-2-3-14 図

密度境界面深度分布図 .................................................................. 158

第Ⅱ-2-1-2-3-15 図

密度境界面深度分布図 .................................................................. 159

第Ⅱ-2-1-2-3-16 図

3 次元インバージョン結果誤差分布図 ......................................... 159

第Ⅱ-2-1-2-3-17 図

2007-2010 年の重力計測値と 2013 年の重力計測値の比較(1)： 161

第Ⅱ-2-1-2-3-18 図

2007-2010 年の重力計測値と 2013 年の重力計測値の比較(2)： 161

第Ⅱ-2-1-2-3-19 図

2007-2010 年の重力計測値と 2013 年の重力計測値の比較(3)： 162

第Ⅱ-2-1-2-3-20 図

重力変化の空間分布(2000-2013) ................................................. 162

第Ⅱ-2-1-3-1-1 図

Well 12 ケーシングプログラム ...................................................... 164

第Ⅱ-2-1-3-1-2 図

PTS 検層器概略図........................................................................... 166

第Ⅱ-2-1-3-2-1 図

Well 5 ケーシングプログラム ........................................................ 168

第Ⅱ-2-1-3-2-2 図

Well 8 ケーシングプログラム ........................................................ 169

第Ⅱ-2-1-3-2-3 図

PTS サンプラ検層ツール概略図 .................................................... 171

第Ⅱ-2-1-3-2-4 図

Well 5 PTS サンプラ検層結果（2007 年検層結果併合表示） ...... 174

第Ⅱ-2-1-3-2-5 図

Well 5 PTS サンプラ検層結果（7”孔明管区間） ........................ 175

第Ⅱ-2-1-3-2-6 図

Well 8 PTS サンプラ検層結果 ....................................................... 178

第Ⅱ-2-1-3-3-1 図

PDMCH の再湧出カーブ（濃度は正規化） .................................. 182

第Ⅱ-2-1-3-3-2 図

TFEA の再湧出カーブ（濃度は正規化） ...................................... 183

第Ⅱ-2-1-3-3-3 図

IPA の再湧出カーブ（濃度は正規化） .......................................... 183

第Ⅱ-2-1-5-1 図

減衰予測モデルのブロック分割（国土地理院発行の地形図に一部加筆）......................................................................................................................................... 189
第Ⅱ-2-1-5-2 図

岩石パラメータ設定例（AH 層） ..................................................... 190

第Ⅱ-2-1-5-3 図

ヒストリーマッチングシミュレーション例（Well9） ..................... 192

第Ⅱ-2-1-5-4 図

減衰量予測シミュレーション結果 ..................................................... 194

第Ⅱ-2-2-1-1 図

涵養効果検討に参照したモデルの位置づけ ...................................... 200

第Ⅱ-2-2-3-1 図涵養井坑跡計画図（左：断面図，右：平面図） ............................... 203

第Ⅱ-2-2-5-1 図

取水配管設備工事配管ルート ............................................................ 205

第Ⅱ-2-3-1-1-1 図

機材配置図 ...................................................................................... 199

第Ⅱ-2-3-1-1-2 図

14JN-R1 ケーシングプログラム ................................................... 200

第Ⅱ-2-3-1-1-3 図

14JN-R1 ターゲットおよび坑跡平断面図 .................................... 201

第Ⅱ-2-3-1-1-4 図 ドリリングチャート ......................................................................... 202
第Ⅱ-2-3-2-1-1 図 AE/微小地震観測点の位置（地理院タイルに加筆，地表観測点：YAE01～05，坑井内観測点：YAE-6～9，奥会津地熱（株）の地表観測点：OMS-1～5 の合計
14 観測点） ..................................................................................................................... 208
第Ⅱ-2-3-2-1-2 図

柳津西山地熱地域における地表観測点の設置完了状況 ................ 209

第Ⅱ-2-3-2-1-3 図

柳津西山地熱地域における坑井内観測点の設置完了時の状況 ..... 210

第Ⅱ-2-3-2-1-4 図

柳津西山地熱地域における観測波形データ通信システム ............. 211

第Ⅱ-2-3-2-1-5 図

冬季の柳津西山地熱地域

第Ⅱ-2-3-2-1-6 図

自動解析ソフトウェアの全体解析処理フロー詳細 ........................ 212

第Ⅱ-2-3-2-3-1 図

震度計設置状況 ............................................................................... 214

第Ⅱ-2-3-2-3-2 図

震度計建屋全景 ............................................................................... 214

第Ⅱ-2-3-2-3-3 図

震度計の検定書 ............................................................................... 216

第Ⅱ-3-1-1-1 図

モデルに与えた主要なパラメータ ..................................................... 219

第Ⅱ-3-1-1-2 図

涵養予測計算結果の比較（3 次元涵養モデルの断層 H の生産量を比較）

地震観測点付近の様子 ........................ 211(1) .................................................................................................................................... 220
第Ⅱ-3-1-1-3 図

涵養予測計算結果の比較（3 次元涵養モデルの断層 H の生産量を比較）(2) .................................................................................................................................... 221
第Ⅱ-3-1-1-4 図

断層 H モデルによる涵養効果の検討（基本ブロックモデル） ....... 222

第Ⅱ-3-1-2-1 図

涵養試験基本計画 ............................................................................... 224

第Ⅱ-3-1-2-2 図

涵養試験スケジュール案.................................................................... 225

第Ⅱ-3-1-2-3 図

涵養ブロック 1.5 を対象とした場合のシミュレーション結果 ......... 226

第Ⅱ-3-1-2-4 図涵養オペレーション(生産及び注水停止・注水量削減)基本フロー .. 228

第Ⅱ-3-2-1-1-1 図

注水降圧フロー図 ........................................................................... 238

第Ⅱ-3-2-1-1-2 図

河川水揚水フロー図 ........................................................................ 239

第Ⅱ-3-2-1-2-1 図

長期ステップレート試験における Well 5 の過熱度と蒸気量 ....... 242

第Ⅱ-3-2-1-2-2 図

涵養試験経過(注水･生産) ................................................................ 244

第Ⅱ-3-2-1-2-3 図

涵養試験経過(近隣生産井の状況) ................................................... 245

第Ⅱ-3-2-1-3-1 図

14JN-R1 短期ステップレート試験注水中 PTS 検層結果 ............ 249

第Ⅱ-3-2-1-3-2 図

14JN-R1 短期ステップレート試験時静止時温度検層結果 .......... 250

第Ⅱ-3-2-2-1-1 図

PTS サンプラ検層時の Well 5 及び 14JN-R1 状況 ....................... 252

第Ⅱ-3-2-2-1-2 図

50t/h 涵養時 Well5 PTS サンプラ検層結果 ................................... 255

第Ⅱ-3-2-2-1-3 図

70t/h 涵養時 Well5 PTS サンプラ検層結果 ................................... 256

第Ⅱ-3-2-2-1-4 図

Well 5 PTS サンプラ検層現地写真 ................................................ 257

第Ⅱ-3-2-3-1-1 図

坑内設置型圧力温度センサー概要.................................................. 263

第Ⅱ-3-2-3-1-2 図

センサー動作原理 ........................................................................... 263

第Ⅱ-3-2-3-1-3 図

坑内センサー編成図 ........................................................................ 264

第Ⅱ-3-2-3-1-4 図

坑内ケーブル外観図 ........................................................................ 265

第Ⅱ-3-2-3-1-5 図

坑口装置外観図 ............................................................................... 265

第Ⅱ-3-2-3-1-6 図

坑内圧力温度センサー降下前加圧試験状況 ................................... 269

第Ⅱ-3-2-3-1-7 図

14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング状況（設置直後） .............. 270

第Ⅱ-3-2-3-1-8 図

14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング状況（設置後約 1 ヶ月） ... 270

第Ⅱ-3-2-3-1-9 図

14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング状況（涵養期間含む） ....... 271

第Ⅱ-3-2-3-1-10 図

14JN-R1 カーブマッチング解析モデル ....................................... 272

第Ⅱ-3-2-3-1-11 図

14JN-R1 圧力フォールオフヒストリーマッチング結果(平成 27 年 8月 31 日フォールオフ) .................................................................................................... 273
第Ⅱ-3-2-3-1-12 図

涵養井及び Well 8 の圧力変動状況 .............................................. 274

第Ⅱ-3-2-3-1-13 図

涵養井及び Well 8 のモニタリング状況 ....................................... 274

第Ⅱ-3-2-3-1-14 図

14JN-R1 圧力フォールオフヒストリーマッチング結果(平成 27 年 12月 26 日フォールオフ) .................................................................................................... 276
第Ⅱ-3-2-3-1-15 図

14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング装置設置概念図 ................. 277

第Ⅱ-3-2-3-1-16 図

14JN-R1 坑内圧力温度センサー及び坑口状況 ............................ 278

第Ⅱ-3-2-3-1-17 図

坑内圧力温度センサー降下前加圧試験状況 ................................. 280

第Ⅱ-3-2-3-1-18 図

Well 12 坑内圧力温度モニタリング状況（設置直後） ............... 280

第Ⅱ-3-2-3-1-19 図

Well 12 坑内圧力温度モニタリング状況（設置後推移） ............ 281

第Ⅱ-3-2-3-1-20 図

Well 12 坑内圧力温度モニタリング装置設置概念図 ................... 282

第Ⅱ-3-2-3-1-21 図

Well 12 坑内圧力温度センサー及び坑口状況 .............................. 283

第Ⅱ-3-2-3-2-1 図

気相トレーサ注入の様子 ................................................................ 286

第Ⅱ-3-2-3-2-2 図

二相トレーサ注入の様子 ................................................................ 286

第Ⅱ-3-2-3-2-3 図

サンプリングの様子 ........................................................................ 287

第Ⅱ-3-2-3-2-4 図

PDMCH 再湧出カーブ(1) ............................................................... 292

第Ⅱ-3-2-3-2-5 図

PDMCH 再湧出カーブ(2) ............................................................... 293

第Ⅱ-3-2-3-2-6 図

PDMCH 再湧出カーブ(3) ............................................................... 294

第Ⅱ-3-2-3-2-7 図

PDMCH 再湧出カーブ(4) ............................................................... 295

第Ⅱ-3-2-3-2-8 図

PDMCH 再湧出カーブ(5) ............................................................... 296

第Ⅱ-3-2-3-2-9 図

TFEA 再湧出カーブ(1) ................................................................... 297

第Ⅱ-3-2-3-2-10 図

TFEA 再湧出カーブ(2) ................................................................. 298

第Ⅱ-3-2-3-2-11 図

TFEA 再湧出カーブ(3) ................................................................. 299

第Ⅱ-3-2-3-2-12 図

TFEA 再湧出カーブ(4) ................................................................. 300

第Ⅱ-3-2-3-2-13 図

TFEA 再湧出カーブ(5) ................................................................. 301

第Ⅱ-3-2-3-2-14 図

二相トレーサ(IPA)の分析結果 ..................................................... 302

第Ⅱ-3-2-3-2-15 図

シングル沸騰モデルのトレーサ濃度比 ........................................ 306

第Ⅱ-3-2-3-2-16 図

TFEA のトレーサ回収率と涵養水の沸騰割合の比較 .................. 307

第Ⅱ-3-2-3-3-1 図2017 年 4 月 1 日から 2017 年 4 月 30 日の間に観察されたイベント分

布（「地理院タイル」に加筆） ....................................................................................... 309
第Ⅱ-3-2-3-3-2 図

柳津西山地熱地域の貯留層構造モデル（NEDO（1985）より） 310

第Ⅱ-3-2-3-3-3 図

涵養注水開始前に見られた AE／微小地震の発生状況 ................. 311

第Ⅱ-3-2-3-3-4 図

涵養注水中に見られた AE／微小地震の発生状況 ......................... 312

第Ⅱ-3-2-3-3-5 図

涵養注水終了後に見られた AE／微小地震の発生状況 ................. 312

第Ⅱ-3-2-3-3-6 図

貯留層に対するオペレーション（涵養注水，還元，生産）と ..... 314

第Ⅱ-3-2-3-3-7 図

貯留層に対するオペレーション（涵養注水，還元，生産）と ..... 315

第Ⅱ-3-2-3-4-1 図

AMT 法の繰り返し測点および測線位置図 .................................... 317

第Ⅱ-3-2-3-4-2 図

測点 630 における 3 回の測定結果を比較した例 ........................... 320

第Ⅱ-3-2-3-4-3 図

Line300 の見掛比抵抗および位相擬似断面図（比較） ................ 321

第Ⅱ-3-2-3-4-4 図

Line300 の見掛比抵抗および位相擬似断面図（比較） ................ 322

第Ⅱ-3-2-3-4-5 図

Line500 の見掛比抵抗および位相擬似断面図（比較） ................ 323

第Ⅱ-3-2-3-5-6 図

遠隔監視システム（DCS：Distributed Control System） ......... 328

第Ⅱ-3-2-3-5-7 図

二相流配管内温度測定装置概要 ..................................................... 328

第Ⅱ-3-2-3-5-8 図

温度計（保護管式 K 熱電対）外観 ................................................ 329

第Ⅱ-3-2-3-5-9 図

温度計プローブ外観図 .................................................................... 329

第Ⅱ-3-2-3-5-10 図

坑口での蒸気温度（過熱度）測定状況 ........................................ 329

第Ⅱ-3-2-3-5-11a 図

2015 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド ... 332

第Ⅱ-3-2-3-5-7b 図2015 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド ..... 333

第Ⅱ-3-2-3-5-7c 図2015 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド...... 334

第Ⅱ-3-2-3-5-8a 図

2016 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド ..... 335

第Ⅱ-3-2-3-5-8b 図

2016 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド ..... 336

第Ⅱ-3-2-3-5-8c 図

2016 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド...... 337

第Ⅱ-3-2-3-5-9a 図2017 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド ..... 338

第Ⅱ-3-2-3-5-9b 図2017 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド ..... 339

第Ⅱ-3-2-3-5-9c 図2017 度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド ......... 340

第Ⅱ-3-2-3-5-10 図

Well 5 蒸気温度（過熱度）測定結果 ........................................... 344

第Ⅱ-3-2-3-5-11 図

Well 8 蒸気温度（過熱度）測定結果 ........................................... 345

第Ⅱ-3-2-3-5-12 図

蒸気性状経時変化図（Well 3）.................................................... 365

第Ⅱ-3-2-3-5-13 図

蒸気性状経時変化図（Well 5）.................................................... 366

第Ⅱ-3-2-3-5-14 図

蒸気性状経時変化図（Well 6）.................................................... 367

第Ⅱ-3-2-3-5-15 図

蒸気性状経時変化図（Well 8）.................................................... 368

第Ⅱ-3-2-3-5-16 図

蒸気性状経時変化図（Well 11） .................................................. 369

第Ⅱ-3-2-3-5-17 図

熱水性状経時変化図（Well 3）.................................................... 370

第Ⅱ-3-2-3-5-18 図

熱水性状経時変化図（Well 6）.................................................... 371

第Ⅱ-3-2-3-5-19 図

熱水性状経時変化図（Well 8）.................................................... 372

第Ⅱ-3-2-3-5-20 図

熱水性状経時変化図（Well 11） .................................................. 373

第Ⅱ-3-2-3-5-21 図

同位体比の経時変化図（Well 3） ................................................ 374

第Ⅱ-3-2-3-5-22 図

同位体比の経時変化図（Well 5） ................................................ 375

第Ⅱ-3-2-3-5-23 図

同位体比の経時変化図（Well 6） ................................................ 376

第Ⅱ-3-2-3-5-24 図

同位体比の経時変化図（Well 8） ................................................ 377

第Ⅱ-3-2-3-5-25 図

同位体比の経時変化図（Well 11） .............................................. 378

第Ⅱ-3-2-3-5-26 図

流体化学性状総合解析図（Well 3） ............................................ 379

第Ⅱ-3-2-3-5-27 図

流体化学性状総合解析図（Well 5） ............................................ 380

第Ⅱ-3-2-3-5-28 図

流体化学性状総合解析図（Well 6） ............................................ 381

第Ⅱ-3-2-3-5-29 図

流体化学性状総合解析図（Well 8） ............................................ 382

第Ⅱ-3-2-3-5-30 図

流体化学性状総合解析図（Well 11） .......................................... 383

第Ⅱ-3-2-3-5-31 図

Well 5 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図 ..................... 387

第Ⅱ-3-2-3-5-32 図

Well 6 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図 ..................... 388

第Ⅱ-3-2-3-5-33 図

Well 8 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図 ..................... 389

第Ⅱ-3-2-3-5-34 図

Well 11 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図 ................... 390

第Ⅱ-3-2-3-5-35 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 3） ............................. 399

第Ⅱ-3-2-3-5-36 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 5） ............................. 399

第Ⅱ-3-2-3-5-37 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 6） ............................. 400

第Ⅱ-3-2-3-5-38 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 8） ............................. 400

第Ⅱ-3-2-3-6-39 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相 ............... 405

第Ⅱ-3-2-3-6-40 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相 ............... 406

第Ⅱ-3-2-3-6-41 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相 ............... 407

第Ⅱ-3-2-3-6-42 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相 ............... 408

第Ⅱ-3-2-3-6-43 図

MT モニタリングサイト OZM002 における見掛け比抵抗と位相(9/1-

9/3) ................................................................................................................................... 409
第Ⅱ-3-2-3-6-44 図

MT モニタリングサイト OZM006 における見掛け比抵抗と位相(9/1-

9/3) ................................................................................................................................... 410
第Ⅱ-3-2-3-6-45 図

MT モニタリングサイト OZM007 における見掛け比抵抗と位相(9/1-

9/3) ................................................................................................................................... 411
第Ⅱ-3-2-3-6-46 図

MT モニタリングサイト(EGS002)における XY 成分のフェーズ偏差......................................................................................................................................... 412
第Ⅱ-3-2-3-6-47 図

MT モニタリングサイト(EGS002)における YX 成分のフェーズ偏差......................................................................................................................................... 412

第Ⅱ-3-2-3-6-48 図

MT モニタリングサイト(EGS006)における XY 成分のフェーズ偏差......................................................................................................................................... 413
第Ⅱ-3-2-3-6-49 図

MT モニタリングサイト(EGS006)における YX 成分のフェーズ偏差......................................................................................................................................... 413
第Ⅱ-3-2-3-6-50 図

MT モニタリングサイト(EGS007)における XY 成分のフェーズ偏差......................................................................................................................................... 414
第Ⅱ-3-2-3-6-51 図

MT モニタリングサイト(EGS007)における YX 成分のフェーズ偏差......................................................................................................................................... 414
第Ⅱ-3-2-3-6-52 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 415
第Ⅱ-3-2-3-6-53 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 415
第Ⅱ-3-2-3-6-54 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 416
第Ⅱ-3-2-3-6-55 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 416
第Ⅱ-3-2-3-6-56 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 417
第Ⅱ-3-2-3-6-57 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 417
第Ⅱ-3-2-3-6-58 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 418
第Ⅱ-3-2-3-6-59 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 418
第Ⅱ-3-2-3-6-60 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 419
第Ⅱ-3-2-3-6-61 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 419
第Ⅱ-3-2-3-6-62 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 420

第Ⅱ-3-2-3-6-63 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 420
第Ⅱ-3-2-3-6-64 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 421
第Ⅱ-3-2-3-6-65 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 421
第Ⅱ-3-2-3-6-66 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 422
第Ⅱ-3-2-3-6-67 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション......................................................................................................................................... 422
第Ⅱ-3-2-4-1-1 図

有感地震観測結果 ........................................................................... 425

第Ⅱ-3-2-5-1-1 図

地熱構造モデル作成手順フロー図.................................................. 430

第Ⅱ-3-2-5-2 図

坑井データ(比抵抗検層結果)と MT 解析結果の比較 ........................ 433

第Ⅱ-3-2-5-1-3 図

地熱構造モデル+地質図(A-A’断面) .............................................. 434

第Ⅱ-3-2-5-1-4 図

地熱構造モデル+MT＋AE(全部)+地層温度(A-A’断面) ............... 435

第Ⅱ-3-2-5-1-5 図

地熱構造モデル+地質図(B-B’断面) .............................................. 436

第Ⅱ-3-2-5-1-6 図

地熱構造モデル+MT＋AE(全部)+地層温度(B-B’断面) ............... 437

第Ⅱ-3-2-5-1-7 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験前)(A-A’断面) ........................... 438

第Ⅱ-3-2-5-1-8 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験中)(A-A’断面） ......................... 439

第Ⅱ-3-2-5-1-9 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験後，予防保全点検中)(A-A’断面)440

第Ⅱ-3-2-5-2-1 図

3 次元貯留層シミュレーションのグリット配置 ............................ 451

第Ⅱ-3-2-5-2-2 図

3 次元貯留層シミュレーションに用いたグリットの全体イメージ452

第Ⅱ-3-2-5-2-3 図 3 次元貯留層シミュレーションで設定した Mass Source の水平分布図......................................................................................................................................... 452
第Ⅱ-3-2-5-2-4 図

3 次元貯留層シミュレーションの結果得られた自然状態の温度・圧力の NE-SW 断面図(Y-grid=10) ........................................................................................ 453
第Ⅱ-3-2-5-2-5 図

3 次元貯留層シミュレーションの結果得られた自然状態の温度・圧力の NE-SW 断面図(Y-grid=22) ........................................................................................ 454
第Ⅱ-3-2-5-3-6 図

涵養井の掘削状況と検層結果の例.................................................. 457

第Ⅱ-3-2-5-3-7 図

RCBL 検層結果 ............................................................................... 462

第Ⅱ-3-2-5-3-8 図

涵養井の PT モニタリング結果 ...................................................... 463

第Ⅱ-3-2-5-3-9 図

涵養井の状況及び蒸気・熱水生産量 .............................................. 464

第Ⅱ-3-2-5-3-10 図涵養井(14JN-R1)と Well 8 の位置関係（涵養井方向の断面図）465

第Ⅱ-3-2-5-3-11 図

AE 震源分布断面図(平成 27 年 7 月；第 1 回涵養試験時) .......... 466

第Ⅱ-3-2-5-4-1 図

Well 8 の生産履歴から推定される蒸気増産効果 ........................... 467

第Ⅱ-3-2-5-4-2 図

点検に伴う生産停止後の減衰カーブの比較（Well 8） ................. 468

第Ⅱ-3-2-5-4-3 図

シングル沸騰モデルのトレーサ濃度比 .......................................... 469

第Ⅱ-3-2-5-4-4 図

TFEA のトレーサ回収率と涵養水の沸騰割合の比較 .................... 470

第Ⅱ-3-2-5-4-5 図

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 3） ........................................... 472

第Ⅱ-3-2-5-4-6 図

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 5） ........................................... 473

第Ⅱ-3-2-5-4-7 図

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 6） ........................................... 473

第Ⅱ-3-2-5-4-8 図

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 8） ........................................... 474

第Ⅱ-3-2-5-4-9 図

Well 5 生産流体の地化学成分濃度 ................................................. 475

第Ⅱ-3-2-5-5-1 図

涵養井のサイドトラック坑計画図.................................................. 478

第Ⅰ-1-2-2-1 表涵養による現象(兆候の推定)とモニタリングによる対応 ..................... 7

第Ⅰ-2-3-2-1 表

泉温連続測定に用いる温度計の仕様例 ............................................... 45

第Ⅰ-2-3-2-2 表

震度計の仕様例 .................................................................................... 46

第Ⅰ-3-2-3-1 表

モニタリング項目 ................................................................................. 64

第Ⅱ-1-2-2-1 表

モニタリング項目とその詳細(1) .......................................................... 80

第Ⅱ-1-2-2-2 表

モニタリング項目とその詳細(2) .......................................................... 81

第Ⅱ-1-2-3-1 表

水利使用（変更）申請の添付図書

目録 ............................................ 85

第Ⅱ-2-1-2-1-1 表

本プロジェクトで使用した層序区分と各地層の特徴 ...................... 92

第Ⅱ-2-1-2-2-2 表MT 法装置仕様................................................................................ 102

第Ⅱ-2-1-2-2-3 表

調査仕様 .......................................................................................... 107

第Ⅱ-2-1-2-2-4 表

3 次元解析のグリッド間隔とグリッド数 ....................................... 122

第Ⅱ-2-1-2-2-5 表

測定装置概要 ................................................................................... 135

第Ⅱ-2-1-2-2-6 表

各測線の地下構造モデルの諸元と RMS エラー ............................ 141

第Ⅱ-2-1-3-2-7 表

PTS サンプラ検層ツール仕様 ........................................................ 170

第Ⅱ-2-1-3-2-8 表

Well 5 PTS サンプラ検層結果概要 ................................................ 173

第Ⅱ-2-1-3-2-9 表

Well 8 PTS サンプラ検層結果概要 ................................................ 177

第Ⅱ-2-1-5-10 表

自然状態シミュレーションに与えた岩石パラメータ（平均的な値）......................................................................................................................................... 190
第Ⅱ-2-2-1-1 表

掘削中や坑井刺激における注水等で把握された注水干渉 ................ 201

第Ⅱ-2-3-1-1-1 表

主要掘削設備一覧表 ........................................................................ 198

第Ⅱ-2-3-1-1-2 表

14JN-R1 ケーシングプログラム（実績） ..................................... 199

第Ⅱ-2-3-2-3-1 表

奥会津地域で採用した震度計の仕様一覧 ...................................... 215

第Ⅱ-3-1-3-1 表

涵養試験時のトラブル対策(1) ........................................................... 230

第Ⅱ-3-1-3-2 表

涵養試験時のトラブル対策(2) ........................................................... 231

第Ⅱ-3-1-3-3 表

涵養試験時のトラブル対策(3) ........................................................... 232

第Ⅱ-3-1-3-4 表

涵養試験時のトラブル対策(4) ........................................................... 233

第Ⅱ-3-1-3-5 表

涵養試験時のトラブル対策(5) ........................................................... 234

第Ⅱ-3-1-3-6 表

涵養試験時のトラブル対策(6) ........................................................... 235

第Ⅱ-3-1-3-7 表

涵養試験時のトラブル対策(7) ........................................................... 236

第Ⅱ-3-1-3-8 表

涵養試験時のトラブル対策(8) ........................................................... 237

第Ⅱ-3-1-3-9 表

涵養試験時のトラブル対策(9) ........................................................... 238

第Ⅱ-3-2-1-2-1 表

涵養工程計画(案)と実績 ................................................................. 243

第Ⅱ-3-2-1-3-1 表

14JN-R1 短期ステップレート試験時検層結果概要一覧 .............. 250

第Ⅱ-3-2-2-1-1 表

Well 5 PTS サンプラ検層結果概要一覧 ......................................... 256

第Ⅱ-3-2-2-1-2 表

坑内サンプル採取深度と試料内容.................................................. 260

第Ⅱ-3-2-3-1-1 表

坑内圧力温度モニタリング機器仕様一覧 ...................................... 264

第Ⅱ-3-2-3-1-2 表

涵養井坑内圧力温度モニタリング装置設置深度の基本方針 ......... 268

第Ⅱ-3-2-3-1-3 表

圧力フォールオフ解析設定パラメータ .......................................... 274

第Ⅱ-3-2-3-1-4 表

圧力フォールオフ解析結果一覧 ..................................................... 277

第Ⅱ-3-2-3-1-5 表

今回判明した FP 深度とモニタリング対象 ................................... 281

第Ⅱ-3-2-3-2-1 表

サンプリング実施日程 .................................................................... 287

第Ⅱ-3-2-3-2-2 表

気相トレーサ(PDMCH)再湧出状況 ............................................... 291

第Ⅱ-3-2-3-2-3 表

二相レーサ(TFEA)再湧出状況 ....................................................... 291

第Ⅱ-3-2-3-2-4 表

気相トレーサ(PDMCH)分析結果 ................................................... 292

第Ⅱ-3-2-3-2-5 表

二相トレーサ(TFEA)分析結果 ....................................................... 293

第Ⅱ-3-2-3-2-6 表

二相トレーサ(IPA)分析結果表 ....................................................... 305

第Ⅱ-3-2-3-2-7 表

H27 年度マルチトレーサ試験結果（各坑井のトレーサ回収率） . 307

第Ⅱ-3-2-3-2-8 表

TFEA 回帰率から推定した涵養効果 .............................................. 309

第Ⅱ-3-2-3-5-1 表

モニタリング項目 ........................................................................... 327

第Ⅱ-3-2-3-5-2 表

調査対象の生産井 ........................................................................... 328

第Ⅱ-3-2-3-5-3 表

分析項目一覧 ............................................................................... 348

第Ⅱ-3-2-3-5-4 表

流体化学性状調査実績 .................................................................... 349

第Ⅱ-3-2-3-5-5 表

蒸気分析結果（Well 3） ................................................................. 358

第Ⅱ-3-2-3-5-6 表

蒸気分析結果（Well 5） ................................................................. 359

第Ⅱ-3-2-3-5-7 表

蒸気分析結果（Well 6） ................................................................. 359

第Ⅱ-3-2-3-5-8 表

蒸気分析結果（Well 8） ................................................................ 360

第Ⅱ-3-2-3-5-9 表

蒸気分析結果（Well 11） ............................................................... 361

第Ⅱ-3-2-3-5-10 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 3）.................................................... 361

第Ⅱ-3-2-3-5-11 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 5） .................................................... 362

第Ⅱ-3-2-3-5-12 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 6）.................................................... 362

第Ⅱ-3-2-3-5-13 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 8）.................................................... 363

第Ⅱ-3-2-3-5-14 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 11） .................................................. 364

第Ⅱ-3-2-3-5-15 表

熱水分析結果（涵養水） .............................................................. 364

第Ⅱ-3-2-3-5-16 表

熱水分析結果（Well 3） ............................................................... 365

第Ⅱ-3-2-3-5-17 表

熱水分析結果（Well 6） ............................................................... 365

第Ⅱ-3-2-3-5-18 表

熱水分析結果（Well 8） .............................................................. 366

第Ⅱ-3-2-3-5-19 表

熱水分析結果（Well 11） ............................................................. 366

第Ⅱ-3-2-3-5-20 表

Well 5 涵養開始直後モニタリング結果 ........................................ 387

第Ⅱ-3-2-3-5-21 表

Well 6 涵養開始直後モニタリング結果 ........................................ 388

第Ⅱ-3-2-3-5-22 表

Well 8 涵養開始直後モニタリング結果 ........................................ 388

第Ⅱ-3-2-3-5-23 表

Well 11 涵養開始直後モニタリング結果 ...................................... 388

第Ⅱ-3-2-3-5-24 表

Well 6 涵養開始直後モニタリング熱水中 SO4 分析結果表 ........ 393

第Ⅱ-3-2-3-5-25 表

トレーサ希釈法による流量測定調査実績 .................................... 394

第Ⅱ-3-2-3-5-26 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 3） .......................... 403

第Ⅱ-3-2-3-5-27 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 5） .......................... 403

第Ⅱ-3-2-3-5-28 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 6） .......................... 404

第Ⅱ-3-2-3-5-29 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 8） .......................... 404

第Ⅱ-3-2-3-6-1 表

モニタリング候補地の位置 ............................................................. 405

第Ⅱ-3-2-4-1-1 表

有感地震観測結果一覧 .................................................................... 427

第Ⅱ-3-2-5-4-1 表

H27 年度マルチトレーサ試験結果（各坑井のトレーサ回収率） . 469

第Ⅱ-3-2-5-4-2 表

TFEA 回帰率から推定した涵養効果 .............................................. 471

第Ⅱ-3-2-5-4-3 表

涵養に伴う Well 8 の非凝縮性ガス濃度の変化 .............................. 472

第Ⅱ-3-2-5-4-4 表

涵養効果の試算 ............................................................................... 477

Ⅰ．技術マニュアル

I－１ 全体計画
I－１－１ 現状把握と方針策定
I－１－１－１ 現状把握
国内地熱地帯における操業に関わる問題について，現状を把握し問題点を整理すること
は，対策検討および方針策定を行う上で重要である。平成 24 年度に実施したアンケート調査によると，国内の地熱事業者が抱える問題として主なものは，スケール問題が約 40%，
次いで貯留層の減衰が約 26%，腐食や圧潰などの坑内トラブルが約 22%となっており（第Ⅰ-1-1-1-1 図），地熱地帯全体の 1/4 において貯留層の減衰による発電出力低下が確認されていることになる。この原因としては，蒸気生産量と自然涵養のアンバランスに起因する蒸気不足や，それに伴う貯留層の過熱化が挙げられるが，問題の起こっている生産域を把握し，問題点を整理することで適切な対策を検討・実施する必要がある。
（事例：Ⅱ-1-1-1 章）

第Ⅰ-1-1-1-1 図

アンケート調査結果（JOGMEC, 2013,石油開発の技術評価・技術開発の参考とするための地熱開発に関する現況調査）

I－１－１－２ 対策検討と方針策定
上記の問題は，貯留層内の地熱流体が不足していることに起因していると考えられ，新規生産井の掘削や還元等の対策が考えられるが，ここでは，人工的に地熱流体を補う手法
について検討することにする。この手法は，EGS（Enhanced Geothermal Systems）技術

1

の一種で，涵養技術と言われるものであるが，既存地熱発電所の地熱貯留層において，一部または全部が過熱蒸気化した領域に水（還元熱水含む）を注入することで，蒸気生産能
力を維持・増強するもので，酸性化や非凝縮性ガスの低減にも効果がある（第Ⅰ-1-1-2-1
図）。海外でも成功事例がある技術である。
方針を策定するに当たっては，涵養井として使用できる坑井があるか，涵養水は確保できるか，モニタリング設備は整っているか，等の涵養設備を検討するとともに，涵養による効果がどの程度見込めるか検討した上で方針を策定する必要がある。
（事例：Ⅱ-1-1-2 章）

第Ⅰ-1-1-2-1 図

EGS 涵養技術の概念（JOGMEC, 2013,石油開発の技術評価・技術開発の参考とするための地熱開発に関する現況調査）

I－１－１－３ 目標設定
海外での成功事例のうち，米国ガイザースでは回帰率が累計注水量の 25%であったと報告されている。しかしながら，国内の地熱貯留層の構造は，海外のそれと比較して規模が小さく複雑であるため，同等の成果が得られるとは考えにくい。さらに，涵養による効果が現れるのは， 適切に涵養を行った場合でも数年から 5 年程度以上と言われている。
そのため，減衰率の低下，過熱化の緩和，酸性化の抑制を目標とし，長期的かつ経済的

2

な視点も盛り込んだ目標を設定するのが望ましい。減衰率の低下に関しては，貯留層シミュレーションにより将来的な予測シミュレーションを行い評価するという手法も考えられる。
（事例：Ⅱ-1-1-3 章）

3

I－１－２ 全体計画
I－１－２－１ 涵養方針の検討
人工涵養を行うためには涵養井が必要となるが，対象域に利用可能な坑井がある場合は坑井改修や増掘の必要性について検討し，そうでない場合は新規に涵養井を掘削する必要がある。既存井の増掘および新掘においては，対象域のどこを涵養位置と定めるかが涵養
井掘削（増掘）において重要な要素となるため，地表調査や貯留層シミュレーションを実施して慎重に決定する必要がある。
人工涵養は，涵養井を掘削し注水を行うだけで効果が現れるものではなく，適切な位置に適切な量を涵養することで効果が得られるものである。そのため，涵養を開始するまでに様々な事項について検討し，涵養によって最大限の効果が得られるよう計画することが重要である。
また，涵養効果の確認や環境影響調査のためにはモニタリングが必要になるが，これらについては，涵養開始前からデータを取得しておく必要があるため，計画の早い段階で実施する必要がある。
（事例：Ⅱ-1-2-1 章）

I－１－２－２ 調査計画
１. 調査項目
涵養技術の適用は，貯留層に悪影響を与える可能性も考えられるため，涵養を行う前に必要な調査を行い，地下構造を理解した上で，貯留層シミュレーション等を活用することにより適切な涵養計画を検討する必要がある。既存地熱地帯において，十分な調査や解析がなされており，地下構造を把握している場合は，改めて調査を行う必要はない。
ここでは涵養技術を適用するにあたって新規に調査を行う場合を想定して，対象域の貯留層構造を把握するために以下の項目を検討する。
（事例：Ⅱ-1-2-2 章 1 項）

(1) 既往調査
既設の地熱開発地域では，運転開始前に様々な調査を行っているため，既存データの調査および文献調査等により利用可能なデータを抽出する。

4

(2) 地質調査
地質断裂系調査や電磁探査（MT 法，AMT 法），重力探査を行う。また，AE によるフラクチャマッピングや反射法地震探査を利用した解析，干渉 SAR 等の実用化が期待されている新規技術を導入することで，より詳細な解析を行うことが可能と考えられる。

(3) 坑井調査
調査・検討段階では，モニタリング井の坑内状況調査や，涵養後に実施する調査結果と比較するためのバックグラウンドデータの取得，涵養位置近傍の坑井を対象としたト
レーサ試験等を行う。また，涵養井掘削時に得られるカッティングスの調査や，涵養井
掘削後に実施する物理検層のデータ等を取得し，地下構造モデル構築に反映させる。
涵養中は，涵養井の調査により流体流出深度を確認する等，操業に際して重要となる
データの取得を行うほか，生産井における噴気中 PTS 検層やサンプラ検層を行うこと
で，涵養効果を確認するためのデータ取得を行う。

(4) 地下構造解析(1)～(3)で得られたデータをもとに地下構造モデルを構築し，貯留層構造や熱水対流系を明らかにする。また，解析結果を貯留層モデルに反映させる。
涵養開始後も新たに得られるデータを反映させ，地下構造モデルの更新を行う。

(5) 貯留層シミュレーション(5)を元に貯留層モデルを作成し，涵養位置の検討や適切な涵養量の推定を行う。また，
涵養履歴および生産履歴を再現できるモデルを構築し，将来予測を行う。

(6) モニタリング
人工涵養の影響及び効果を分析・評価するためには，涵養時のモニタリングは必須となる。モニタリングの目的としては以下が考えられる。
涵養開始前のバックグラウンドを観測し，涵養開始後のデータと比較することにより貯留層挙動の把握に資する。
涵養開始後の流量変化を連続的に観測することにより，いち早く涵養の影響を察

5

知する。
涵養井と生産井及び温泉とのつながり等を検討し，貯留層モデルの作成および更新の基礎資料とする。
涵養計画設計の基礎資料とする。

モニタリング項目の選定については後述する。

(7) 環境影響調査
人工涵養は，貯留層に対して人工的に注水を行うため，有感地震の発生や，周辺温泉へ影響を与える可能性がある。そのため，人工涵養開始前からバックグラウンドデータを取得し，人工涵養による影響の有無を確認しながら計画を進める必要がある。万が一，人工涵養により有感地震が発生した場合や周辺温泉への影響が確認された場合に，速やかに対処するためにも，定常的にデータを取得しておくのが望ましい。

２. 全体スケジュール
前述の調査項目は，試験設備の設計・工事や人工涵養のスケジュールに合わせて実施する。モニタリングや環境影響調査については，人工涵養前からデータ取得を開始し，人工涵養中も継続するものになるが，地質調査やそれに関わる地下構造モデルの構築について
も，人工涵養の進捗に合わせて，必要に応じて更新する。
（事例：Ⅱ-1-2-2 章 2 項）

３. モニタリング方針
モニタリング方針は，涵養によってどのような現象が起こるか推定し，その現象がどのような意味を持つか検討して必要な項目を決定する。第Ⅰ-1-2-2-1 表に涵養による現象(兆候の推定)とモニタリングによる対応を示す。
（事例：Ⅱ-1-2-2 章 3 項）

6

第Ⅰ-1-2-2-1 表涵養による現象①涵養流体沸騰による坑内(坑口)圧力増加②涵養流体合流による蒸気流量増加③過熱度の低下(過熱井)涵養による現象(兆候の推定)とモニタリングによる対応

涵養効果

現象の説明

現地モニタリングによる対応○

坑内(坑口)圧力の増加は，効果的に熱資源回収が行われてい 全坑井における連続坑口圧力モニタリングでることを示し，涵養による良い傾向である。
対応する。

○

蒸気流量の増加は，効果的に熱資源回収が行われていること 全坑井における連続流量モニタリングで対応すを示し，涵養による良い傾向である。
る。

△

涵養の影響により過熱度は低下すると考えられる。他の現象も 定期的なモニタリングで対応する。
注視しながら状況を判断する必要がある。

④坑口圧力・温度の連続的な低下(生産流体
温度の低下)×⑤気水比の連続的な低下(蒸気量の減少また
は熱水量の増加)×⑥蒸気中の非凝縮性ガス(NCG)濃度の増加(温度低下による蒸気の凝縮)

×

岩体の冷却が発生し，それにより蒸気が凝縮するため，NGC濃 定期的なモニタリングで対応する。
度が増加する。

⑦蒸気中の非凝縮性ガス(NCG)濃度の低下(流量増加による濃度低下)△

非凝縮性ガス濃度の低下は涵養による良い傾向であるが，生 定期的なモニタリングで対応する。
産流体の温度低下等も鑑みる必要がある。

⑧熱水中の溶存成分濃度の低下(熱水の希釈)，トリチウム濃度の上昇△

熱水中の溶存成分濃度の低下は，熱水が希釈されていること 定期的なモニタリングで対応する。
を示し，涵養による良くない傾向である。ただし，総合的に状況を分析する必要がある。

△

涵養に伴う圧力伝搬や涵養水の流動経路の把握等地熱貯留層の挙動を詳細に検討する。

⑨涵養中の微小地震の発生

コールドスィープ※１が発生している可能性がある。

連続的な坑口圧および流量モニタリングから温度も推定する。

コールドスィープ※１が発生している可能性がある。

連続流量モニタリングで対応する。

連続測定で対応する。

涵養効果：○：涵養による良好な傾向，×：涵養による悪影響，△：他の影響を鑑みる必要がある※１：還元井や貯留層境界から低温流体が生産井へ流動する過程で，貯留層岩体から受熱し，貯留層岩体は徐々に冷却する。継続的な冷却が発生すると生産に重大な影響を与える。
※現実的には上記の現象が複合的に発生すると考えられる。

7

４. 環境影響調査
有感地震観測，温泉影響調査の計画立案のポイントを以下に述べる。
（事例：Ⅱ-1-2-2 章 4 項）

４.１ 有感地震(1) 観測点の立地・震度計の設置
気象庁 HP に掲載された震度計の設置場所・設置方法に関する指針（下記アドレス）に従う。指針を全て満たすことができない場合は，専門家や震度計メーカーと相談し，地震の振動がなるべく増幅されない箇所を選定すること。地震データのピックアップや震度計のメンテナンスがやりやすいよう，担当者がアクセスしやすい場所であれば望ましい。
※気象庁ホームページ「正確な震度観測を行うために」
http://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/shindo-kansoku/index2.html(2) 震度計の仕様
東西，南北，上下の 3 方向の加速度・速度を測定し，その値に基づいて計測震度を計算できる震度計を使用する。ミリ秒単位で時刻を計測できる時計と連動して動作させること。ただし，震度計で採ったデータを震源・マグニチュード解析に使用しない場合は，
この限りではない。

(3) 観測態勢
震度計は 24 時間連続稼働とする。有感地震を検知した際，観測担当者にデータを自動的に通報するシステムを導入するのが望ましい。

４.２ 温泉変動調査(1) 調査期間
涵養注水開始（涵養井を新規掘削する場合は，掘削開始）より 1 年程度前から開始する。これによって，気象や河川水位の変動に対して源泉がどのようなレスポンスを示す
か，また，生産井・還元井のイベント(蒸気生産・熱水還元の開始・停止等)や，新規掘削・改修工事の影響が現れるか，監視する。涵養注水を実施している期間中は定期的に継続

8

する。

(2) 調査地点の選定
蒸気生産・熱水還元エリアの周辺にある複数の源泉で調査を実施する。既往調査で地熱貯留層と温泉帯水層の間に繋がりが確認されていない場合でも，源泉所有者や地域に配慮して，安易に調査対象から外すべきではない。
モニタリング機器の設置箇所・サンプル採取箇所としては，気象や人為的操作の影
響をなるべく受けない箇所が望ましい。源泉所有者に迷惑がかからない範囲で，温泉が地上に湧出する地点からなるべく近い箇所を選定する。

(3) 調査項目
調査項目は以下の通りとする。
・湧出量
・泉温
・水素イオン濃度・電気伝導度・化学性状（※）

涵養注水や地熱発電所操業が源泉に与える影響を評価するためには，下記の項目も必要となる。
・生産井の蒸気・熱水流量，還元井の熱水還元流量
・坑井掘削・改修工事を施工した場合は，その逸水・逸泥量
・源泉近傍の気温・降水量，河川水位（※）化学性状については，鉱泉分析法指針に示された項目の中から，源泉の泉質を考慮して，分析項目を決定すること。

(4) 調査頻度
湧出量・泉温については，少なくともどちらか一方は高頻度（＜数時間毎程度）で測定する。また，水素イオン濃度・電気伝導度も現場にて簡単に測定が可能な項目である

9

ため，可能な範囲で頻度を上げて測定するのが望ましい。仮に涵養注水の水が温泉帯水層に再湧出した場合，泉温の低下・電気伝導度の低下・pH が 7 に近づくといった変化が現れることが期待され，これである程度の評価は可能と考えられる。
化学成分については，サンプルを専門の分析機関に送付して分析を依頼する。定期調
査としては 1 ヶ月～半年毎程度が妥当と考えられる。湧出量，泉温，電気伝導度，pH に涵養注水の再湧出と疑われる変化が現れた場合は，速やかにサンプルを採取して，分析を実施する取り決めとしておくこと。

I－１－２－３ 立地・法令調査
１. 水利権研究開発では注水する用水の確保が必要であるが，まずは研究開発地点で確保できる水源の調査から始める。発電所や事業所からの用途を終えた水，沼，沢水，側溝水，上下水
道等のあらゆる水源が使用不可能もしくは希望する使用量に満たないことを明らかにする
資料が必要となり，河川にしか水源を求めることができないことを確認する。その上で水利権申請の手続きを開始する。
河川の水利使用目的，取水量により，次の 3 つに区分けされる。

(1) 特定水利使用（河川法施行令第 2 条第 3 号）
① 出力が最大 1,000kW 以上の発電のためにするもの。ただし，法第 23 条の 2の登録の対象となる流水の占用に係るものを除く② 取水量が 1 日につき最大 2,500m3 以上又は給水人口が 10,000 人以上の水道のためにするもの③ 取水量が 1 日につき最大 2,500m3 以上の鉱工業用水道のためにするもの④ 取水量が 1 秒につき最大 1m3 以上又はかんがい面積が 300ha 以上のかんがいのためにするもの⑤ 法第 23 条の 2 の登録の対象となる流水の占用に係るものであってイからニまでに掲げる水利使用のために貯留し，又は取水した流水を利用する発電のためにするもの10

(2) 準特定水利使用（河川法施行令第 20 条の 2）① 出力が最大 200kW 以上の発電のためにするもの② 取水量が 1 日につき最大 1,200m3 以上又は給水人口が 5,000 人以上の水道のためにするもの③ 取水量が 1 秒につき最大 0.3m3 以上又はかんがい面積が 100ha 以上のかんがいのためにするもの④ 取水量が 1 日につき最大 1,200m3 以上の水利使用であって，発電，水道又はかんがい以外のためにするもの(3) ③その他の水利使用(1)，(2)以外の水利使用

水利権の許可権者は水利使用分類ごとに異なり申請窓口もそれに応じて変わってくるため注意が必要である。
第Ⅰ-1-2-3-1 図に水利権についてのフローマニュアルを示す。
（事例：Ⅱ-1-2-3 章 1 項）

11

①一級河川からの取水量が2,500㎥/日以上の鉱工業用水
はい

いいえ

都道府県の河川計画課等が窓口※指定区域外であれば河川事務所

国土交通省管轄の河川事務所が窓口②河川事務所との協議（取水理由、取水量の根拠、取水する河川の利水権者や水利・流量データの有無、河川以外の水源の有無等）③取水量の根拠が明確（適正な注水量が判明している）

はい

いいえ

特定水利使用試験取水使用

④「水利使用（変更）申請の添付図書 目録」に記載の資料作成⑤河川事務所との協議（申請資料の事前確認による不備不足資料の提出）⑥河川事務所への申請書類提出⑦地方整備局長の許可⑧河川事務所による完成検査後、取水設備使用開始

第Ⅰ-1-2-3-1 図

水利権についてのフローマニュアル12

２. 地元説明研究開発では河川の取水，涵養井の掘削，送水管の敷設，注水試験等の内容から実施する場所の自治体，地区，関係団体等へ説明し合意形成が必要である。環境への影響の有無を懸念する意見や不安を払拭できるよう計画説明や実績報告を中心に説明し理解を求めることが必要である。
第Ⅰ-1-2-3-2 図に地元説明についてのフローマニュアルを示す。
（事例：Ⅱ-1-2-3 章 2 項）

①説明必要な対象者の選定（自治体、地区、関係団体等）②説明者の決定と説明資料の作成（研究内容、スケジュール、実施体制）※数年間の長期研究の場合は翌年度から前年実績報告と当年計画説明の資料③説明会のスケジューリング調整と説明資料案の確認④説明会 開催後、議事録作成し後日回答が必要なものは対応

第Ⅰ-1-2-3-2 図

地元説明についてのフローマニュアル

３. 許認可研究開発で実施される河川の取水，涵養井の掘削，送水管の敷設，注水試験等の内容から該当する法律，権利の洗出しを実施し，該当の有無の検討が必要である。
検討が必要な法律，権利は次の通りである。
・ 注水関係：河川法，水利権者等の同意書
・ 土地関係：砂防指定や自然公園等の行政管理地の確認，道路法，土地使用同意書
及び賃貸借契約や土地買収
・ 掘削関係：温泉法，近隣温泉の同意書，坑口～坑跡地上部の地権者同意書

13

第Ⅰ-1-2-3-3 図に許認可についてのフローマニュアルを示す。
（事例：Ⅱ-1-2-3 章 3 項）

①該当する法律、権利の洗出し
注水関係：河川法、水利権者等の同意書
土地関係：砂防指定や自然公園等の行政管理地の確認、道路法、
土地使用同意書及び賃貸借契約や土地買収
掘削関係：温泉法、近隣温泉の同意書、坑口～坑跡地上部の地権者同意書②該当する法律、権利の窓口確認及び協議③申請書及び添付資料作成、同意書必要者への交渉④許可、同意書取付

第Ⅰ-1-2-3-3 図

許認可についてのフローマニュアル14

I－２ 調査・検討
I－２－１ 調査・検討
I－２－１－１ 既往調査
１. 既存情報の整理(1) 地熱開発促進調査等の国の調査情報
現在操業中の地熱地域の多くでは，過去に地熱開発促進調査などの国の調査が実施されている。これらの調査では主に以下の調査が実施されている。
① 地表調査・ 地質調査（地質・断裂系調査，変質帯調査など）
・ 物理探査（電磁法探査，電気探査，自然電位探査，重力探査など）
・ 地化学探査（土壌ガス，流体地化学調査など）
・ 地温調査（1m 深地温など）② 熱流量調査・ ヒートホール坑掘削（坑井地質調査，温度・圧力検層，電気検層など）③ 試錐調査・ 小坑径～大坑径調査井掘削（坑井地質調査，温度・圧力検層，電気検層など）④ 噴気試験
・ 試錐坑を用いた生産・還元試験，熱水性状調査など⑤ 総合解析
・ 地熱構造モデルの作成，資源量評価など

その多くは古い情報ではあるが，調査井の情報などは現在でも有用である。過去に実施された試錐坑掘削調査では，オールコアによる調査など，貴重な調査も多く行われている。地域によっては，これらコアが保存されている場合もあるが，これらを必要に応じて見直すことで有用な情報を新たに抽出できる可能性もある。また，これらの情報は公開されているが，その殆どは紙の情報である。このため，各種解析に利用する場合は

15

デジタル化する必要があるが，最近，これら地熱開発促進調査の情報の内，特に有用とされる情報については，(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構がデジタル化し公開する
方向で準備が進められている。
今後はこれらのデジタル化された公開情報などの利用が期待される。更に，(独)石油
天然ガス・金属鉱物資源機構では地熱有望地域抽出のための空中探査を実施しており，対象地域がこれに含まれれば，空中探査データの利用も可能となる。

(2) 坑井掘削情報
操業中の地熱地域では，地熱デベロッパーが自ら掘削した調査井や生産・還元井などの情報が蓄積されている。これらで得られた坑井情報も既往調査として整理する。

(3) 操業データ
操業中の生産・還元井の生産・還元履歴や流体地化学データ，観測井による貯留層の温度・圧力モニタリングの情報を既往調査として整理する。

２. データベースの構築
整理されデジタル化された過去の地熱開発促進調査のデータ，地熱デベロッパーによる坑井掘削の情報，操業データについては，データベース化する。これにより解析・解釈に利用する者が信頼性のある過去のデータへアクセスする事が容易となり，効率的かつ高品
質な解析作業が可能となる。
データベース化する地熱情報としては，以下のようなものがある。
① 深度情報テーブル（坑井データ：深度軸）
検層，坑井地質，逸水・ケーシングプログラム，坑跡

等② 2 次元，3 次元離散データ
標高，岩相頂部深度，物理・化学調査の平面分布図

等

深度（Z）を持つ物理調査，貯留層シミュレーションの結果

等③ 時系列データ
坑井試験，生産・還元記録，圧力・温度モニタリング，地化学モニタリング

16等

④ ポリゴンデータ
道路，河川，施設，境界，地質図，断層面

等⑤ イメージデータ
衛星イメージ，地質図・反射法地震探査等のスキャンイメージ

等

これら情報を地熱データベースシステムなどに登録して，データベース構築を行う事が推奨される。

（事例：Ⅱ-2-1-1 章）

I－２－１－２ 地質調査
１. 地質断裂系
地熱開発では，開発の進行に伴って地下構造に関するデータが蓄積される。地下で起きている現象を解明するためには，これらのデータから得られる情報を矛盾なく説明できるモデルを構築する必要があり，定期的に地下構造モデルの精緻化が図られることが求められる。
ここでは，坑井掘削で得られた地質試料をベースとして，既往の地質調査や坑井試験結果等を参考にした地下地質構造の推定について記述する。
（事例：Ⅱ-2-1-2 章 1 項）

(1) 地質層序の整理
地質モデルの検討にあたって，調査地域内に出現する地層について，既往の地質情報を参考に岩相・岩質，変質状況等について整理しておくことが重要である。カッティン
グス等の坑井地質データが手元にある場合には，これを参照することで精度を高めることができる。地質モデルは，坑井データが蓄積されるたびに更新されるため，初期に掘削された坑井データでは，地質層序が現在の区分と異なっていることがある。境界設定の基準を設けることで，各坑井の地質分布を定性的に区分ことができる。また，地質・岩相境界は，貯留岩やキャップ構造の制約条件等を検討する上でも重要な要素となる。

17

坑井地質データの検討では，整理した層序・岩質区分に基づいて各坑井の地質データの見直しを行い，坑井毎の地質層序を再構築する。坑井地質データの活用では，坑井地
質柱状図の原記載を基に地質区分の検証を行うことが簡便であるが，岩相や境界設定な
ど，整理した地質区分と既存の地質区分に差異が認められた場合には，カッティングス
等の地質試料まで立ち戻ることも必要である。このようにして再構築した坑井地質デー
タを参照して，地下の地質モデルを更新する。

(2) 主要断裂構造の（抽出・）整理
貯留層や流体の移動経路を構成する断裂構造の中には，地表には露出していない断層等も存在するが，断裂構造の基本的な傾向は，過去にその地域が被った応力場に依存していることから，地表の確認断層の構造と概ね一致すると考えられる。
伏在断層の分布や構造は，坑井の逸水情報から推定できる場合がある。国内の地熱地
域では高角の断裂構造が貯留層や流路を形成している事が多く，逸水量（逸水割合）の大きい複数の逸水ゾーンがほぼ直線状に配列する場合には，それらが一連の断裂構造に起因している可能性が考えられる。
坑井地質柱状図の対比から，断層構造の存在が推定できる場合もある。例えば，離隔距離が比較的短い隣接する坑井間において，地層の消長や急激な層厚変化が認められる
場合には，そのようなギャップをつくる要因として断層を推定することができる。これは，地質断面図を作成すると，より顕著に捉えることができる。
また，トレーサ試験から得られるトレーサ回帰率の分布から，未知の流体経路を推定できるケースもある。その場合，トレーサ投入井の流出深度と回帰井の流入深度の関係
や，その地域の断裂構造の傾向と矛盾しないかどうかを考慮しながら推定することが重要である。

(3) 地質構造モデルの更新
整理・検討した坑井地質データや断裂構造をとりまとめ，地質構造モデルの更新を行う。
地質構造モデルを検討する場合には，その地域を代表する任意の断面を用いることで，地下構造を視覚的に理解することができる。貯留層評価・管理技術では，地熱貯留層への涵養が地下に及ぼす影響を明らかにすることを目的の一つとしている事から，涵養井18

を中心として調査地域で卓越する構造を横切る断面とそれに直交する断面の２断面について検討することが推奨される。
整理した坑井データを基に，坑井間の地層分布を補完し，地質モデルの精緻化を図る。
坑井地質データは，基本的には坑井近傍の地質情報を提供するものである。その地域内に掘削された坑井数にもよるが，地質データのみから推定された地質モデルでは，地域全域の地下構造をカバーできる程の分解能は無く，とくに深部ほど不確実性が伴う。そのため，比抵抗調査や重力調査などの物理探査結果との比較を行い，モデルの妥当性を検証し，修正を加えていくことが重要である。

２. 電磁探査２.１ MT 法(1) MT 法の概要
MT 法とは Magnetotelluric(地磁気地電流)法の略名で，自然電磁波を利用した電磁探査法である。MT 法で使用する電磁波はおよそ 1kHz から 0.001Hz 程度であり，数 100m
から数 10km 程度の探査に用いることができる。MT 法から推定される構造は比抵抗構造であり，水や粘土層の検出に優れていることから，地熱貯留層の把握や火山地域・地震発生帯などにおいて広く調査が行われている。

(2) MT 法の調査目的
涵養注水を検討する地域においては，注水を行う地域の地下構造を詳細に把握することが必要である。MT 法では，地熱貯留層を含めた地熱構造を詳細に調査することが可能であり，当該地域の地熱貯留層の全体像の把握を含めた涵養注水を行う調査位置の検討に資する，精密な比抵抗構造の推定を行うことを目的とする。調査対象範囲は，当該地域の地熱貯留層全体をカバーするように設定し，涵養注水の周辺への影響範囲も議論できるように設定することが望ましい。

(3) MT 法の測定・解析仕様
以下に，測定・解析使用例を記す。

19

a. 測定周波数及び成分及び解析① 測定成分：水平電場 2 成分（Ex，Ey）及び水平磁場 2 成分（Hx，Hy），鉛
直磁場 1 成分（Hz）② 電場ダイポール長：50 m 以上を原則とするが，地形の制約等がある場合，25m 以上でも可とする。
③ 測定周波数：AMT 法・1,000 Hz ～ 0.001 Hz 程度④ 測定機器：GPS 時刻同期及び 24 ビット以上の AD 変換機能を搭載した測定機器を使用する。
⑤ リモートリファレンス：調査地域の数 km から 10 km 程度のノイズの少ない地点を選定して，リモートリファレンス法を実施する。
⑥ 測定時間：1 測点当たり少なくとも 2 晩以上。取得されたデータの品質をチェックし，低品質である場合は再測定や測点の移動を検討する。
⑦ データ処理：FFT（高速フーリエ変換）による周波数解析によるデータ処理を行う。
⑧ 解析：インダクションベクトルの算出・基本的には 3 次元インバージョン解析を行う。

b. 測点配置
涵養注水を行う位置を中心として，約 300m 間隔で面的に配置する。既存の資料から想定される地熱貯留層の規模や，周辺の温泉分布状況に応じてそれらに関連する構造を十分カバーできるように測点数を決定すること。急峻斜面，谷沿いなど MT レス
ポンスに影響を与える可能性のある地形をできるだけ避ける。また，ノイズ源となるような電力線，電力施設，動力源から十分に離れたところを選定する。

c. 調査数量① 調査範囲: 約 6km×6km（※想定される地熱貯留層の大きさによる）② 測点数: 80～100 点程度（調査範囲が 6km×6km の場合）
③ 測定日数: 約 3 日間(2 晩)（※ただし，ノイズレベルが大きい場所や自然信号強度が弱い時期の測定の場合は，さらに長い時間を要する）

20

d. 解析図等
① インダクションベクトル分布図② 見掛比抵抗・位相分布図（すべての測点）
周囲の測点との比較による異常な測点の検出，大局的な比抵抗構造の把握，
インバージョン解析に適応するデータ抽出の検討に用いる。
③ 3 次元解析の水平・鉛直断面図および鳥瞰図
解析の結果得られた比抵抗構造の分布と，地質構造，坑井検層や微小地震分
布，重力データ等を参考に，地熱貯留層等の構造を検討する。

（事例：Ⅱ-2-1-2 章 2.1 項）

２.２ AMT 法(1) AMT 法の概要
AMT 法は，高周波数の自然電磁波を用いる MT 法である。AMT 法で測定する自然電
磁場は 10 kHz から数 Hz 程度であり，調査深度は地表下数 m から 2 km 程度である。
MT 法と比較すると探査深度は小さいが，高周波数の多くの電磁場データを解析に用いることから，高精度・高分解能の比抵抗構造を求めることができる。また，地球上で常に発生している雷からの電磁波を信号の一つとしているため，MT 法に比較すると短時間で安定的に良好なデータを取得できるという利点があり，効率的な探査手法であり，有効な比抵抗モニタリングの手段ともなる。

(2) AMT 法の調査目的
涵養注水を検討する地熱地域の地質構造，および温泉貯留層と貯留層との関係を把握するため，当該地域の地熱貯留層および近傍の温泉の周辺地域で AMT 法探査を実施し，精密な比抵抗構造を求める。調査対象範囲は，既存の比抵抗モデルおよび地質構造等を参考に，想定される涵養位置，地熱貯留層，必要に応じて近傍の温泉湧出域を十分にカバーするように設定する（事例：Ⅱ-2-1-2 章 2.2 項(1)）。なお，地熱貯留層変動が温泉へ及ぼす影響の有無を評価することも視野に入れ，測点位置は繰り返し測定（モニタリン
グ）を想定して選定する。

21

(3) AMT 法の測定・解析仕様
以下に，涵養注水の事前調査としての測定および解析仕様例を記す。

a. 測定周波数及び成分及び解析（事例：Ⅱ-2-1-2 章 2.2 項(3)～(6)）① 測定成分：水平電場 2 成分（Ex，Ey）及び水平磁場 2 成分（Hx，Hy），鉛直磁
場 1 成分（Hz）② 電場ダイポール長：30 m 以上を原則とするが，地形の制約等がある場合，10 m
以上でも可とする。
③ 測定周波数：AMT 法・10,000 Hz ～ 1 Hz 程度④ 測定機器：GPS 時刻同期及び 24 ビット AD 変換機能を搭載した測定機器を使用する。
⑤ リモートリファレンス：調査地域の数 km から 10 km 程度のノイズの少ない地点を選定して，リモートリファレンス法を実施する。
⑥ 測定時間：1 測点当たり夜間 9 時間程度。取得されたデータの品質をチェックし，低品質である場合は再測定や測点の移動を検討する。
⑦ データ処理：FFT（高速フーリエ変換）による周波数解析によるデータ処理を行う。
⑧ 解析：インダクションベクトルの算出・2 次元インバージョン解析，必要に応じて 3 次元インバージョン解析を行う。

b. 測点配置（事例：Ⅱ-2-1-2 章 2.2 項(2)）
地熱貯留層上，近傍の温泉周辺，地熱貯留層と温泉の中間地域を横切る 2 次元解析用の解析測線を 3〜7 本程度設定し，各測線上に約 300 m 間隔で 10 測点程度を配置する。
なお，既存の資料から想定される地熱貯留層の規模，周辺の温泉の分布状況に応じて，それらに関連する構造を十分カバーできるように測線数および測線長を決定すること。
測点の位置は，急峻斜面，谷沿いなど MT レスポンスに影響を与える可能性のある地形をできるだけ避ける。また，ノイズ源となるような電力線，電力施設，動力源から十分に離れたところを選定する。

22

c. 調査数量① 調査測線長：約 8.1〜19 km（300 m×9 区間×3〜7 測線の場合）② 測点数：30〜70 点程度（10 点/1 測線の場合）③ 2 次元解析断面：3〜7 測線
基本的に 2 次元構造を仮定したインバージョン解析を適用する（事例：Ⅱ-2-1-2
章 2.2 項(8)）。必要に応じて 3 次元インバージョン解析の適用も検討する。具体的には，測点数が十分あり，面的な配置である場合，データ検討の結果，地下構造が極めて 3 次元的であることが推定される場合などである。

d. 解析図等① インダクションベクトル分布図
水平的な比抵抗構造の分布を把握する（事例：Ⅱ-2-1-2 章 2.2 項(7)）
。
② 見掛比抵抗・位相擬似断面図（全ての測線）
周囲の測点との比較による異常な測点の検出，大局的な比抵抗構造の把握，インバージョン解析に適用するモードの検討を行う。
③ 2 次元解析断面図（全ての測線）または 3 次元解析の水平・鉛直断面図および鳥瞰図
既存の比抵抗構造，地質構造，坑井検層（地質，比抵抗，温度等）や微小地震分
布，重力データ等を参考に，地熱貯留層，温泉帯水層などの構造を検討する（事例：Ⅱ-2-1-2 章 2.2 項(9), (10)）。

３. 重力探査(1) 重力探査の概要
重力探査法は，地表での重力を測定することにより，地下浅部から深部までの地層の密度情報を得ることができる手法である。貯留層構造を構成する地層は，それぞれ固有の密度を有しており，地下の密度分布は，貯留層の地質構造を反映している。地表で観測される重力の分布は，この地下の密度分布を反映しているため，逆に地表で観測される重力から地下の密度分布を推定し，貯留層地質構造の把握に資することができる。また，本地熱貯留層からは地熱発電のために過去 20 年近くにわたり地熱流体を産出しており，この発電による大量の地熱流体の生産・還元により地下の密度分布が変化してい23

る。この地下の密度分布の変化により地表で観測される重力も変化している。地下の密度分布の推定と同様に，地表での重力の変化を捉え，これを解析することにより，地下の密度変化の生じた区域とその深度を推定することが可能である。

(2) 重力探査の調査目的
重力探査の目的は，涵養注水を検討する地熱地域の地質構造，特に地熱貯留層の密度構造を把握することである。調査対象範囲は，地熱地域をカバーし，目的とする地下構
造以深の構造の影響を除去するために，充分に広い範囲を解析範囲とする。また，重力モニタリングを想定し，測点は将来，その位置が数 cm 以内で再現できるように設定される必要がある(3) 重力探査の測定・解析
以下に，地熱貯留層構造解析を目的とし，かつ重力モニタリングも想定した重力探査の測定および解析仕様例を記す。

a. 重力測定（事例：Ⅱ-2-1-2 章 3 項(2)）
貯留層変動探査法技術マニュアル（NEDO, 2003）にしたがうが，特に以下の点に配慮する。
① 測点配置：解析対象の構造を充分にカバーする地域に配置する。
② 測点条件：アクセスが良く，GNSS 測量が高精度でできるように上空が開け，
将来に渡り測定位置が同定できるように，コンクリート構造物や大きな転石上に配点することが望ましい。
③ 重力測定：なるべく短時間の閉塞測定により，数 μGal 以内の精度で各測点の重力値を求める。そのために，なるべく同じ重力計を用いて重力計の定数の検定も頻繁に行う。重力の鉛直勾配の影響をなるべく除去するため，各測点で同じ機械高で測定ができるように配慮する。
④ 位置測量：GNSS 静止測量あるいは VRS 測量により，数 cm 以内の精度で測点位置を測量する。GNSS 測量が実施できない場合は，水準測量も採用するが，その場合，水平位置も数十 cm 以内の精度で測量を実施する必要がある。
⑤ 計時：重力計の時計は 1 秒以内で合わせておき，潮汐補正の精度を悪化させな

24

い。
⑥ 重力値の補正：器械高補正，潮汐補正，ドリフト補正などを高精度に行い，地形補正も国土地理院の 5m メッシュ標高データなど，高精度な DEM を用いて地形補正を行う必要がある。
⑦ 2 次元解析：地質調査や MT 法などの他の物理探査の結果を参考として，モデルを構築し，残差重力値を基にモデルの改良を行う。
⑧ 3 次元解析：2 次元解析の結果や，ボーリングの結果を参考として初期モデルを構築し，残差重力値を基にモデルの改良を行う。

b. 測点配置（事例：Ⅱ-2-1-2 章 3 項(2)）
地熱貯留層を充分にカバーする範囲に，少なくとも 100 点以上を目安として，なるべく等間隔で配置する。

c. 解析図等（事例：Ⅱ-2-1-2 章 3 項(3)）① ブーゲー異常図
地下構造の概要を抽象的に把握する。
② 残差重力図
解析対象の構造以深の構造に起因する長波長の重力異常を取り除き，残差重力図を作成する。
③ 2 次元解析断面図
解析範囲の特徴的な部分に数本の断面線を設定して，2 次元構造解析を実施する。重力データだけでは決定できない要素が多いので，地質調査などの情報を基に，層構造のレイヤー数や各層の密度値などを与える必要がある。
④ 3 次元解析断面図
2 次元解析の結果やボーリングデータを基に，3 次元構造の初期モデルを構築し，イテレーション法などによりモデルを修正し，残差重力とモデルからの理論重力が一致する 3 次元構造を解析する。

(4) 重力モニタリング（事例：Ⅱ-2-1-2 章 3 項(4)）
地熱発電に伴う地熱貯留層内の熱水の変動を地表の重力でモニタリングする場合，現25

時点では，貯留層変動探査法技術マニュアル（NEDO, 2003）に従い，重力測定を実施することとなる。しかし，特に人工涵養に起因する地表での重力変動は非常に小さい（数μGal 以下）ため，これを検知するためにはさらに以下の点について検討する必要がある。

a. 地下水位，不飽和帯水分量の補正
地下水位，および，降水量あるいは土壌水分量のモニタリングを実施することにより，目標精度で補正できる可能性がある。

b. 気圧・潮汐補正等の高精度化
コストはかかるが，超電導重力計を採用して，高精度・長期の重力モニタリングを実施することで，各補正のアドミッタンス（係数）の精度を上げることができる。

c. 重力計の定数変化の影響除去
相対重力計の定数変化が無視できなくなるため，可搬型絶対重力計を用いたモニタ
リング点の巡回測定を検討する。これが難しい場合，次善の策として，重力差の大き
い 2 点で絶対重力計測定を実施し，間を相対重力計で測定するハイブリッド重力測定を実施する。すなわち，相対重力計の定数の検定を毎回，現地で行うことを検討する必要がある。また，複数のタイプの相対重力計を用いることも有効かもしれない。

d. モニタリング点の位置変動の把握
GNSS による長時間（例えば，24 時間）の静止測量が効果的だと思われる。

e. 重力変動の評価
繰り返し測定により重力値に変動が認められた場合，統計学的に十分な情報量と認められるかどうかを判断するとともに，貯留層モデルの数値シミュレーションを実施
して，物理的な考察を行う必要がある。

26

I－２－１－３ 坑井調査
調査・検討段階では，設備工事，予備試験および操業に備えた坑井調査を必要に応じて実施する。主な調査項目としては，モニタリング井の坑内調査，予備試験および操業時に坑内調査を行う坑井のバックグラウンドデータの取得および地下構造解析のためのデータ収集が挙げられる。
（事例：Ⅱ-2-1-3 章）

１. モニタリング井の坑内調査
坑内温度・圧力モニタリング等を実施するためのモニタリング井において，装置を設置可能か，設置可能な場合にどの深度に設置するか等を検討するために，事前に坑内調査を行う。調査結果により使用不可となった場合は，対象井の改修を検討する必要があるため，そのための情報を収集するためにも実施する必要がある。
調査方法としては，坑内モニタリング装置の仕様によるが，温度検層，PTS 検層，キャリパー検層，CBL 検層等が挙げられる。これらの調査により，坑内水位，坑内温度プロフ
ァイル，坑径，ケーシングセメンチング状況，坑内の健全性等を確認し，モニタリング井として利用できるか検討する。

２. バックグラウンドデータの取得
涵養中は，涵養による影響や効果を確認するために，涵養井や近隣生産井において各種検層を実施するのが望ましい。そのためには，調査・検討段階で，涵養前のバックグラウ
ンドデータを取得しておく必要がある。
涵養による影響および効果としては，近隣生産井の坑内状況の変化や蒸気化した涵養水の回帰，涵養水の回り込み等が考えられる。また，涵養井においても，涵養の継続により流体流出深度および割合が変化する可能性も考えられる。そのため，調査方法としては，
噴気中 PTS 検層や坑内サンプル取得，涵養井における注水中 PTS 検層等が挙げられる。

３. 地下構造解析のためのデータ取得
地下構造解析については後述するが，解析を行うためには地表探査の情報に加えて，坑内調査の情報も重要となる。坑内調査のうち，主な利用可能データとしては，各坑井の逸水深度や流体流入深度，電気検層結果，BHTV 検層結果，トレーサ試験結果等が挙げられ27

る。
可能な限り既存データを利用するのが望ましいと考えられるが，涵養を行う場合は，貯留層内における移流経路を把握することが重要となるため，状況に応じて涵養位置決定前に涵養候補地点の近隣坑井を利用したトレーサ試験を実施し，移流経路を推定することも必要である。

I－２－１－４ 地下構造解析
１. 地下構造解析の概要
涵養技術は貯留層の減衰や過熱化による出力低下を改善するための技術で，涵養を実施
する場合は，該当する地域の地下構造を詳細に把握する事が重要である。また，後述する
貯留層シミュレーションでは，数値シミュレーションにより涵養効果の推定や将来予測計算を実施するが，その精度を向上させるためには，適切な貯留層モデル（数値モデル）の構築が不可欠となる。さらに，涵養による周辺温泉への影響を検討するためにも，地熱貯留層と温泉帯水層の関係を考慮した地下構造モデルの構築が必要となる。
既存の地熱地帯では，既に地下構造解析が実施されモデル化されている場合が多いと考えられるが，人工涵養を実施する場合は，最新データによるモデルの更新を行うことが望ましい。また，人工涵養開始後は涵養に伴う新規のデータが蓄積される。そのため，得られたデータを使用して地下構造解析を行い，モデルを更新することで，その後の涵養方法を最適化していくことも重要となる。

２. 使用データ
地下構造解析を実施する場合，主として下記のデータを使用する。
・ 地質調査結果（地質断面，比抵抗分布，重力異常，変質帯）
・ AE/微小地震分布
・ 坑井調査結果（掘削時データ，流体流入深度，物理検層結果，トレーサ試験結果）
・ 地温分布28

３. 手順地下構造解析では，既存の解析状況や取得したデータおよびその目的によって手順を検討する必要があるが，ここでは以下の手順とした。
・ 地質図の更新
・ 透水性区分の推定
・ 地熱流体の移動範囲の推定
・ キャップロックの形状および下面深度の推定
・ 地下構造モデルの作成・更新
・ 貯留層シミュレーションによる妥当性の確認（事例：Ⅱ-2-1-4 章）

I－２－１－５ 貯留層シミュレーション
１. 貯留層モデルの作成
貯留層シミュレーションによる資源量評価は一般に以下の手順で進められる。
① 数値モデルの作成② 自然状態シミュレーションによる数値モデルの最適化③ ヒストリーマッチングシミュレーションによる数値モデルの最適化④ 最適化された数値モデルおよび仮定した生産・還元シナリオを用いた生産・還元挙
動予測シミュレーション

ここは上記の手順によるシミュレーションを行う。

２. 地熱貯留層モデルを用いた資源量評価の流れ
以下に地熱貯留層モデルを用いた数値シミュレーションの流れを示す。

(1) 数値モデルの作成
a. 格子状ブロックの設定
既存モデルを参考に，格子状ブロックの分割を行った。

29

b. ロックに与える岩相分布および岩相の数値パラメータの設定
格子状ブロックに岩石パラメータ（浸透率，孔隙率，熱伝導率，比熱，密度 など）を与えた。なお，ここでは既存モデルで最適化されたパラメータを初期パラメータとして与えた。このパラメータは，シミュレーションにおけるマッチング作業で必要に応じて最適化した。

c. ソース／シンクブロックの設定
既存モデルを参考に，地熱流体のソースおよびシンクとなるブロックを設定した。
これら設定も，シミュレーションにおけるマッチング作業で最適化した。

d. コンピュータ入力
a.～c.の結果をプリ・プロセッサを用いて，シミュレーション入力用の数値ファイルを作成した。なお，ここでは TOUGH2 用のプリ・プロセッサ GeoCAD を使用した。

(2) 自然状態シミュレーションによる数値モデルの最適化
第Ⅰ-2-1-5-1 図に自然状態シミュレーションによる数値モデルの最適化の流れを示す。
(1)で作成したモデルを用いて自然状態シミュレーションを行った。ここでは，貯留層シ
ミュレーションに必要なデータが登録されたデータベースを活用し，3 次元の解釈地層
温度分布図とのマッチング作業を行うことで，最適な自然状態モデルを構築する。

a. マッチング作業
岩相分布，浸透率・孔隙率等のパラメータを変更し，繰り返し地温を計算することで解釈地層温度分布図とのマッチング作業を行い，モデルの最適化を図る。

b. 温度コンターの検討および判定
上記 a.の作業の結果について，モデルが適切な自然状態を再現していると見なせるかを判定する。適切であると見なされる場合は次のヒストリーマッチングシミュレー
ションへ進み，適切であると見なされない場合は a.のマッチング作業へ戻る。

30

(3) ヒストリーマッチングシミュレーションによる数値モデルの最適化
第Ⅰ-2-1-5-2 図にヒストリーマッチングシミュレーションによる数値モデル最適化の流れを示す。ここでは，データベースに登録される，坑井の生産・還元ヒストリーデー
タを利用してヒストリーマッチングシミュレーションを行う。
ヒストリーマッチングシミュレーションでは MINC モデルを用いて同パラメータを調整すると共に，坑井ブロック近傍の浸透率分布等を変更することで最適化を行う。
通常，ヒストリーマッチングでは，生産・還元量のヒストリーを入力値として与え，計算で得られる生産流体のエンタルピ，観測井の圧力変動などをマッチングパラメータとする。

a. 坑井ブロック作成
生産井・還元井のフィードポイントに対応するブロックを設定する。

b. 生産・還元ヒストリーデータの入力
シミュレーションに使用する生産・還元ヒストリーをシミュレータの入力仕様（ステップ数値データ）に変更し，ヒストリーマッチングモデルに入力する。

c. マッチング作業
坑井周辺ブロックの浸透率，孔隙率等のパラメータを変更することでマッチング作業を行う。マッチングでは，データベースに登録されているデータ（生産流体のエン
タルピ，貯留層圧力のモニタリングデータ）と，計算結果とをグラフ上で比較，確認を行いながら作業を進める。

d. マッチング状況の検討および判定(3)の作業の結果について，モデルのマッチングが適切であると見なせるかを判定する。適切であると見なされる場合は次の生産・還元予測へ進み，見なされない場合は(3)のマッチング作業へ戻る。

31

(4) 生産・還元挙動予測シミュレーション(1)～(3)を通して作成された貯留層数値モデルを用い，現在の生産を将来にわたって継続した場合に予測される生産量の減衰を計算する。また，涵養対象域に注水した場合の涵養効果についても計算する。

（事例：Ⅱ-2-1-5 章）

32

初期モデル

地熱系を暖める

地下温度分布との
マッチング

GOOD

BAD
主にブロックの浸透率分布・孔隙率分布を変えてモデルの最適化を行う。必要に応じてソース・シンクに手を加える。

シミュレーションの実行

No

準定常状態とみなせるか？

Yes

最適化された自然状態モデル

第Ⅰ-2-1-5-1 図

自然状態シミュレーションの一般的な流れ

33

自然状態モデル

坑井ブロックの設定（生産井、還元井、観測井）

生産・還元ヒストリの数値化

モデルの変更が大きい場合
は、再自然状態シミュレー
ションの実行
ヒストリマッチング
シミュレーションの実行

生産井のエンタルピ履歴
観測井の圧力変動履歴とのマッチング

BAD

主にブロックの浸透率分布・孔隙率分布を変えてモデルの最適化を行う。必要に応じてソース・シンクに手を加え
る。

GOOD

最適化された貯留層数値モデル

第Ⅰ-2-1-5-2 図

ヒストリーマッチングシミュレーションの一般的な流れ

34

I－２－２ 設計・準備
I－２－２－１ 涵養位置選定
ここでは，涵養井位置選定のプロセスについて述べる。
涵養井の掘削ターゲット決定は地熱構造モデルを元に，貯留層過熱化域の検討，貯留層
シミュレーションによる涵養効果の検討と最適モデルの抽出，トレーサ試験結果や現地注
水試験結果などを参考しつつ，掘削条件などを考慮して選定する必要がある。第Ⅰ-2-2-11 図に涵養位置選定の流れを示す。

① 地熱構造モデルの検討
過熱域や断裂系分布などを精査し人工涵養域について検討② 涵養域条件設定
掘削条件の設定（注水設備設置基地、掘削深度）③ 貯留層シミュレーションによる涵養効果の検討と最適モデ
ルの抽出①、②で設定した涵養域や条件から貯留層シミュレーション
で涵養効果を検討④ 最適モデルによる涵養効果
シミュレーション結果の評価（涵養効果の評価）⑤ トレーサ試験から推定される涵養リスクの検討
過去に行われたトレーサ試験結果などからショートサーキットの発生などのリスクを検討⑥ 現地注水試験等情報からの涵養リスクの検討
過去に行われた注水試験や、掘削情報などから、ショートサーキット発生などのリスクを検討⑦ 涵養位置候補地点の抽出①～⑥を総合的に検討し涵養位置候補を抽出

第Ⅰ-2-2-1-1 図

涵養位置選定の流れ

35

(1) 地熱構造モデルの検討
既往調査，地質調査（地質断裂系調査，電磁探査，重力探査），坑井調査などの結果か
ら，人工涵養の対象となる過熱域や，流体流動構造を規制する断裂系などを精査する。
（Ⅱ-2-2-1 章 1 項）

(2) 涵養域条件設定(1)の検討結果を元に人工涵養の対象となる過熱域や断裂系の構造等に対し，掘削条件などから涵養位置の候補を複数選定する。ここで掘削条件として，涵養井を掘削する坑
井基地，坑跡（既存生産井や還元井などとの関係），掘削深度，人工涵養のための注水設
備設置基地などの検討が必要となる。
（Ⅱ-2-2-1 章 2 項）

(3) 貯留層シミュレーションによる涵養効果の検討と最適モデルの抽出(1)および(2)で抽出した人工涵養位置への注水の効果を，貯留層シミュレーションを行う事により検討する。シミュレーションモデルの構築は(1)で検討した地熱構造モデルをベースに行う。
（Ⅱ-2-2-1 章 3 項）

(4) 最適モデルによる涵養効果(3)のシミュレーション結果を評価し，最も効果的な涵養位置および注水量などの諸条件を絞り込む。
（Ⅱ-2-2-1 章 4 項）

(5) トレーサ試験から推定される涵養リスクの検討
過去に行われたトレーサ試験結果や，人工涵養検討のために実施したトレーサ試験結果から，注入水のショートサーキットなどのリスクについて検討を行う。
（Ⅱ-2-2-1 章 5 項）

(6) 現地注水試験等情報からの涵養リスクの検討
過去に既存井（生産井，還元井など）に対して行われた注水試験や，掘削情報（逸泥36情報など）から，注入水のショートサーキットなどのリスクについて検討を行う。
（Ⅱ-2-2-1 章 6 項）

(7) 涵養位置候補地点の抽出(1)～(6)の検討結果から，涵養効果とショートサーキットなどのリスクとのバランスを勘案し，涵養位置候補地点を抽出する。
（Ⅱ-2-2-1 章 7 項）

I－２－２－２ 涵養量の目標設定
涵養量の目標は，これまでの調査で実施した貯留層シミュレーション結果を参照して設定する。他坑井への影響やコールドスイープの発生を避けるためにも，事前に貯留層シミュレーションを実施し，涵養可能量および目標値を設定しておくことが重要である。これ
により，涵養設備設計や涵養水の確保方法等を検討する。
なお，実際の涵養量については，涵養井の能力および涵養水の確保状況（河川から取水する場合はその取水可能量，還元熱水を利用する場合はその量）等を考慮して決定する必要がある。
（Ⅱ-2-2-2 章）

I－２－２－３ 坑跡検討
坑跡は選定された涵養位置をターゲットとし，坑口位置，最大深度，キックオフ深度および最大傾斜等を加味して検討する。坑跡計画用ソフトウェア等を利用して 3 次元的に描画し，断裂系や他坑井との位置関係を確認することも重要である。
（Ⅱ-2-2-1 章 3 項）

I－２－２－４ 涵養井仕上げ方法の検討
地熱貯留層への坑井による涵養については，国内においては生産井の転用により実施された例はあるが，涵養を主目的として掘削された例は存在しない。知見に乏しい涵養井の37

仕上げにあたっては今後検討の余地が十分にあるが，おおよそ留意すべき事項は以下の通りである。
・ 既存生産井の流入点以深に涵養井の流出点を設ける必要がある。
・ 涵養井は既存生産ゾーンよりも深部をターゲットとするため，必然的に既存生産ゾーンを掘り抜くことになる。掘削の際に逸水が発生した場合，逸泥対策セメンチン
グによるき裂の閉塞等の既存生産ゾーンへの悪影響が懸念される。
・ 涵養開始後は，低温の涵養水が浅部のケーシングパイプ損傷部やセメンチング不良
部から外部へ流出し，貯留層内の流体を冷却する等の既存生産ゾーンへの悪影響が懸念される。

以上の事項を考慮すると，涵養井の仕上げは既存の生産井から一定以上の距離を置いた場所とし，ターゲットとする流出点以外の箇所での涵養水の流出を防止することが極めて重要になる。しかしながら，高温下の地熱井におけるセメンチングには以下に挙げるようなリスクが存在する。
・ 既存生産ゾーンの地熱流体の流れは人為的に大きくなっているため逸泥対策が困難である可能性・ 自然水位とセメントスラリーとの差圧が大きく，セメンチング中にスラリーが逸走する可能性
・ セメントスラリー中に地熱流体が流入し，セメント中に流体ポケットが形成される可能性

これらを原因としてセメントのない区間が発生した場合，涵養注水を実施した際の急激な温度変化によってケーシングが伸縮することにより，以下のリスクが想定し得る。

・ ケーシング自体が切断され，浅部からの涵養水流出が生じる可能性
・ 一度はケーシングに膠着されたセメントが剥離され，セメント膠着度が低下し，周辺の地層への導通部が形成され，浅部からの涵養水流出が生じる可能性

これらの対策として，ケーシング内に直接注水するのではなく，ケーシング内に設置したチュービングパイプを通して流出点付近で注水を行うことが考えられる。また，高温下38

の地熱井におけるセメンチングには未だ課題が多く，セメンチング不良は浅部での涵養水の流出に繋がり，涵養井としての機能に致命的な打撃を与えることになる。セメンチングには，坑井状況に応じて最善の方法を選択する必要がある。
（事例：Ⅱ-2-2-4 章）

I－２－２－５ 地上設備の検討
涵養井への注水を実行するに当たり，貯留層変動予測において，数値シミュレーションを行って求められた適正な涵養箇所・注水流量に基づき，取水ポンプや注水ポンプおよび注水・送水配管の仕様を決める必要がある。注水に要する水を河川等から取水する場合，取水設備を河川近傍に設置する場合，公道に配管や電線等を設置する場合は許認可が必要である。取水設備の一時的な停止時にも涵養井に注水が可能にするため，現地のピットに
予め河川水を貯水することになる。
地上設備の情報として涵養井の坑口圧力・調整弁開度・配管内圧力・注水流量，取水設
備の河川水流量・河川水位・取水ポンプおよび河川水ポンプの運転状況を常時観測するシステムが必要である。
涵養注水に必要な設備を下記に示す。
a.

河川水ポンプ（河川水用）b.

取 水 設 備（取水ポンプ，電源）

c.

配

d.

計 測 機 器（レベル計，坑口圧力計，配管圧力計，流量計，光通信機器）e.

注 水 ポ ン プ（緊急用水中ポンプ）f.

監視システムとデータ収集装置

管（給水配管，注水配管）

これらの設備について仕様を検討しておく。
（事例：Ⅱ-2-2-5 章 1 項）

39

I－２－３ 設備工事
I－２－３－１ 涵養設備工事
１. 涵養井涵養井の掘削には，既存の地熱井掘削技術を用いることとなるが，基本的に既存生産井の流入点以深に涵養井の流出点を設ける必要があるため，掘削深度は必然的に深くなることになる。地温勾配に加え，より貯留層の熱源に近くなるため，坑内温度は高くなり過酷な坑内環境となる。そのため，高い暴噴のリスク，高温による掘削障害や MWD・パッカ
ー等の各種掘削関連機器の耐熱限界の問題が生じ得る。また，掘削時には大きな障害が生じない場合でも，涵養を実施した段階で障害が顕在化することも考えられる。そのため，計画・掘削段階から涵養中に想定し得る問題の対策を考慮することが重要である。
（事例：Ⅱ-2-3-1 章 1 項）

２. 地上設備
Ⅰ-2-2-5 章で検討した地上設備について仕様を検討し設置する。人工涵養を継続的に実施する場合は，冬季の涵養に対応可能な設備にする必要がある。
涵養設備は，貯留層変動予測において数値シミュレーションを行って求められた適正な涵養箇所・注水流量に基づき，取水ポンプや注水ポンプおよび配管の仕様を決める。
以下に必要な設備と，それらの選定方法を示す。

(1) 注水ポンプ能力の設計
a. 取水設備から涵養井および同清水ピットまで送水するものとする。
① 河川水ポンプ：河川より取水タンクへ給水するポンプの台数や吐出量は最高
使用送水量に合わせて決定する。ポンプの揚程は，河川から取水設備までの標高差に合わせて決定する。
② ウォーターサイクロン：河川水中の懸濁分を分離する。
③ 取水タンク：河川水を貯水するタンクの容量や台数は，取水設備建屋内に収まる程度にする。タンク表面が温度差にて結露し，腐食することを考慮して材料選定をする。
④ 取水ポンプ：取水設備から涵養井および同清水ピットまで送水するポンプの台数や吐出量は最高使用送水量に合わせて決定する。ポンプの揚程は，取水40

設備から涵養井および同清水ピットまでの標高差に合わせて決定する。
⑤ 取水配管：取水設備から涵養井および同清水ピットまでの間の配管は，最高使用送水量と標高差と配管敷設長と圧力損失を考慮し，配管径や材質を選定する。

(2) 涵養井サイト清水ピットから水中ポンプにて涵養井へ圧送して直接涵養する。
① 注水ポンプ：涵養井サイト清水ピットより涵養井へ圧送ポンプの台数や吐出量は最高使用送水量に合わせて決定する。ポンプの揚程は，清水ピットから涵養井までの圧力損失を考慮して決定する。
② 送水管：注水ポンプから涵養井までの間の配管は，最高使用送水量と配管敷設
長と圧力損失を考慮し，配管径や材質を選定する。

(3) 涵養井への注水配管の設計
涵養井への注水配管の仕様は，適用基準及び適用規格に合わせて設計する必要がある。
涵養注水に必要な適用基準及び適用規格を下記に示す。
・ 発電用火力設備に関する技術基準に準ずる
・ 日本工業規格（JIS）
・ 日本電気協会

電気技術規程（JEAC）

・ 日本石油学会（JPI）
・ American Society for Testing and Materials (ASTM)
・ American Society of Mechanical Engineers (ASME)
・ American National Standards Institute (ANSI)・ American Petroleum Institute (API)(4) 涵養井における注水用坑口設備の設計
涵養井の注水用高圧配管の仕様は，適用基準及び適用規格に合わせて設計する必要がある。
注水用坑口設備に必要な適用基準及び適用規格を下記に示す。
・ 発電用火力設備に関する技術基準に準ずる

41

・ 日本工業規格（JIS）
・ 日本電気協会

電気技術規程（JEAC）

・ 日本石油学会（JPI）
・ American Society for Testing and Materials (ASTM)
・ American Society of Mechanical Engineers (ASME)
・ American National Standards Institute (ANSI)・ American Petroleum Institute (API)（事例：Ⅱ-2-3-1 章 2 項）

I－２－３－２ モニタリング網の整備
１. 弾性波モニタリング
地熱貯留層内へ涵養注水を行い，回収蒸気量を向上させるに際して重要なことは，効果的な位置へ水を注入し，適切な流動方向へ流れがコントロールされていることである。例
えば，注入した水が貯留層へ流れこまず別の場所へ拡散し蒸気量の回復が計られない場合
や，貯留層内へ大量の水が冷水のまま流れ込むことで貯留層温度を著しく低下させてしまうことは避けなければならない。効果的な位置への注水ができているか，また，注水した
後の流動経路を把握するための手法として，弾性波モニタリングによる AE (Acoustic
emission)／微小地震の監視が効果的である。AE は水圧破砕等による岩盤内のき裂の進展に伴い発生する微小な破壊音であり，これを監視することで水の存在位置を大まかに把握することができる。
（事例：Ⅱ-2-3-2 章 1 項）

(1) 候補地選択
変動を捉えたい領域の位置（微小地震発生が予想される領域），領域の広さ，地熱坑井の配置，地形等を考慮して，観測点を設置する候補地を選択する。既存の微小地震観測点がある場合は，それらの観測点を幾何学形状的に補完することを念頭に候補地を選択する。まず，地図上で大まかな候補地エリアを想定し，住民説明会等で基本方針について地域の了解を得たのち，実際に現場付近を歩いて適当な候補地を絞り込み，最終的に

42

候補地の中で地権者から用地の貸与が可能な場所を観測点として決定する。
候補地の決定にあたり，年間を通した太陽電池パネルへの日照状況，携帯電話回線の電波状況，冬季も想定したアクセス状況等を考慮する必要がある。

(2) 地震計設置方法
地表地震計を導入する際は，自然保護や地域社会の受容性を考慮して，極力小さな用
地面積，最小の現況改変で長期間運用できる観測点の実現を目指す。地表観測点について，研究終了後に容易に原状回復できるよう，コンクリート打設や基礎工事を行わず，
1 ～2 m 程度の掘り下げ穴へ観測器を設置することが望ましい。
坑内地震計を導入することで，ノイズレベルは小さくなる。ノイズレベルが小さいほど，検知能力が上がり，読み取り精度を向上させることが可能となる。坑内地震計選択の際，坑内状況（温度，圧力，坑内水の有無等）に応じて，耐熱・耐圧・耐水性に優れたものを選択する必要がある。坑内地震計設置の際は，坑口安全対策として，坑口暴墳抑止装置を設置する。

(3) 観測機器の選択（地震計，ロガー，電源）
地震計を選択する際は，対象領域で発生する微小地震の観測波形の周波数を記録できる地震計を選択する。AE 領域（周波数帯数域

数十～数百 Hz）まで十分カバーできる，

広帯域のセンサーが望ましい。
ロガーの選定にあたっては，観測方式に基づき，観測点数分のデータを収録できるロガーを選定する。選定する際は，記録したいサンプリング周波数に対応しているか，微小地震の発生状況，記録できるデータ容量，予算等を考慮する。瞬時停電対策として，
UPS を付加して駆動する。
電源について，データ収録地点で商用電源がある場合は，商用電源を用いる。商用電源が安定しない場合やノイズを低減させたい場合は，安定化電源装置の使用が望ましい。
山間部等で商用電源の確保が困難な場合，太陽電池パネル等を設置し電源を確保する。
季節による太陽高度変化や，植生，天候の状況を把握し，電源が確保させるようパネルを設置する必要がある。

43

(4) オンライン・オフライン選択
AE/微小地震の波形データは，地震計とデータロガーを接続しオフラインで記録する。
このとき，必要に応じて信号線を分岐させ他の超高速度デジタルデータレコーダー等での並行記録を行う。
また，各観測点で取得されたデータは，携帯電話回線（3G）等を利用したインターネ
ットを介して，波形データ集中管理用サーバーに常時伝送し，コピーを逐一記録することが望ましい。オンラインのデータ取得を実現するにあたっては，情報セキュリティ等を考慮したシステムを設計することが重要である。

(5) 豪雪対策
対象地域が豪雪地域である場合，長期に渡り地震観測点を設置するためには，観測点において，屋根を設置することなどの積雪対策が不可欠である。また，雪屋根の高さは，予想される最大の積雪深に応じて単管パイプ等により嵩上げすることが望ましい。太陽電池の除雪作業やバッテリーの劣化チェック等も必要である。

(6) イベントデータ特定（手動・自動）
手動でイベントを特定する際は，取得される AE/微小地震の波形データについて，注
意深く目視観察を行い進める。ここでは，バンドパスフィルタを柔軟に複数帯域適用しながら波形の観察を行い，その結果を踏まえてイベントデータを特定する。
自動でイベントを特定する際は，複数のバンドパスフィルタ帯域を同時に指定してイベント判定を行えるようにする機能や，P 波初動が読み取れることを優先して震源位置決定解析を行うことなどのノウハウを投入した，AE/微小地震自動解析ソフトウェアを使用する。

２. 温泉変動調査
少なくとも，涵養注水井の流出点の周囲数 km 以内の源泉は対象にすべきである。
既往調査で地熱貯留層と温泉帯水層に繋がりが確認されている源泉を優先するが，Ⅰ-12-2 章 4 項で述べた通り，繋がりがみられない場合でも，安易に対象から外すべきではない。
測定・サンプル採取箇所については，Ⅰ-1-2-2 章 4 項で述べた通り，地上に湧出した直44

後で気象や人為的操作の影響をなるべく受けない箇所が望ましいが，湧出地点にアクセスできない若しくはサンプル採取できるノズル等が無い等の理由で必ずしも理想とする箇所
で測定・サンプル採取できるとは限らない。源泉所有・管理者の許容範囲内でなるべく理想に近い測定・サンプル採取ができるよう，源泉所有・管理者と相談して箇所を選定する。
泉温については，小型・軽量で且つ数千件若しくはそれ以上のデータを保存できるメモリを備えた温度計が，複数のメーカーから市販されており，簡便・安値で温度の連続測定ができる。このため，泉温については連続測定する態勢をとることが望ましい。温度計の仕様例を第Ⅰ-2-3-2-1 表に示す。
（事例：Ⅱ-2-3-2 章 2 項）

第Ⅰ-2-3-2-1 表

泉温連続測定に用いる温度計の仕様例

測定範囲-60～155℃

測定精度±0.3℃ (-20～80℃)

測定・表示分解能

0.1℃

記録間隔

1,2,5,10,15,20,30秒 / 1,2,5,10,15,20,30,60分 (15通りから選択可)

最大記録件数

16,000件

記録モード

エンドレス / ワンタイム

通信I.F

光通信 / 赤外線通信

電源

リチウム乾電池

電池寿命

約2年 (赤外線通信機能をONにした場合)

防水性能

IP64 (防沫型 / 生活防水)

３. 有感地震Ⅰ-1-2-2 章 4 項に述べた気象庁の指針を満たす箇所に設置するのが望ましい。それが難しい場合は，専門家や震度計メーカーと相談して地震の振動が増幅するような地形・構築物等からなるべく離れた場所を選定する。震度計を固定する台座についても指針が示されているので，これに従う。震度計の仕様例を第Ⅰ-2-3-2-2 表に示す。設置前に気象庁の検定を取得しておくことが望ましい。
観測は 24 時間常時行う。有感地震を検知したことを担当者に自動的に報せるシステムを導入できれば理想だが，諸事情でそれが難しい場合は，担当者がなるべくアクセスしや
すい箇所に震度計を設置すること。
（事例：Ⅱ-2-3-2 章 3 項）45

第Ⅰ-2-3-2-2 表

震度計の仕様例

計測部
項目

仕様

計測方式

フォースバランス式サーボ加速度計

計測成分

3成分（NS・EW・UD）

分解能

4.9×10-5m/s2以下

加速度計測範囲±3000Gal（各成分）

振動数計測範囲

DC～40Hz（ー3dB）

ローパスフィルタ

30Hz (-3dB)、4次バタワース特性

A/D変換器24bitΔΣ型、200Hzサンプリング

ピックアップテスト

正弦波（加速度レベル判定）

通信処理部との通信（デジタル転送）

使用温湿度範囲－20～＋50℃ 5～100％RH (結露しないこと）

使用電源

DC24V（処理部より供給）

構造

防水構造（IP67相当）

材質

アルミダイキャスト

質量

約2kg

取付方法

床上設置（アンカー固定）

接続ケーブル

コネクタ接続

処理部
項目

仕様

表示素子

5.7インチ タッチスイッチ付ＴFTカラーLCD

算出データ（震度データ）

計測震度、震度階、最大加速度、速度（3成分毎）、ＳI値、卓越周期、地震検出時刻

表示内容

地震待機中，地震観測中，各種設定

内蔵プリンタ

感熱ラインドット方式 8ドット/mm（記録用紙幅58mm、有効印字幅48mm）

警報接点出力無電圧C接点
地震警報（上限3段：動作レベル・復帰時間を任意設定）
装置異常

警報ブザー

動作レベル・復帰時間を任意設定

時刻校正

手動校正：タッチパネル操作による

通信

シリアル

自動校正：GPSアンテナ接続による：気象庁検定用、モデム接続用、外部表示器用

イーサネット：100BASE-TX /10BASE-T
データ記録

地震履歴 ：最新100件
加速度波形：200sps×60秒、メディア容量フルで記録を停止

記録メディアコンパクトフラッシュ（1GB)×2スロット
２スロット使用時は容量増設動作（メインスロット容量フルでサブスロットへ書込み）

無停電電源装置

停電補償60分間以上（待機時）取付方法

壁掛型（ラックマウント対応可能）

使用温湿度範囲

ー10～＋50℃ 10～90％RH (結露しないこと）

使用電源

AC100V ±10％、単相、50/60Hz

消費電力

50VA以下

質量

約5kg

46

I－３ 操業
I－３－１ 操業計画
I－３－１－１ 貯留層変動予測
１. 貯留層シミュレーションによる予測
貯留層変動予測は，涵養効果を貯留層シミュレーションによって予測する手法である。
貯留層シミュレーションの方法についてはⅠ-2-1-5 章で述べたが，以下の手順で進める。
① 数値モデルの作成② 自然状態シミュレーションによる数値モデルの最適化③ ヒストリーマッチングシミュレーションによる数値モデルの最適化④ 最適化された数値モデルおよび仮定した生産・還元シナリオを用いた生産・還元
挙動予測シミュレーション

上記手順の内，④の生産・還元挙動予測シミュレーションにおいて，涵養を行った場合と行わない場合など，複数のケースについて計算を行い，涵養効果を予測する。

２. 涵養効果と貯留層シミュレーション
適切な注水による人工涵養は，その効果が表れるまでに数年から 5 年程度以上の期間を要するものと考えられる。涵養効果を早く得ようとすると，貯留層を冷やすことになりかねないため，注意が必要である。また，ザ・ガイザースなどの例では，その効果も減衰率の低下などとして現れるなど，蒸気生産量の増加として明瞭には表れないと考えられる。
このため，ここでの貯留層変動予測は涵養開始後 5 年程度以上先に期待される効果（減衰率が低下するなど）を予測するものとなる。これらの予測では，1.の手法で貯留層全体をモデル化した 3 次元貯留層モデルを使用して行う。
一方，涵養開始後は，注入水が蒸気化して生産側に戻ってくる様子を観測する為に各種モニタリングが実施される。同モニタリングでは注入水の蒸気化の割合などを各種モニタ
リング結果から推定する事が行われる。この場合，涵養井と，ある特定の生産井の関係について検討する事となるが，その様な場合については特定の坑井を対象としたモデル（2 次元あるいは 3 次元モデル）を用いた検討を行う事で，対象を絞った検討が適切であると考えられる。
また，注水涵養を貯留層シミュレーションで扱う場合，注入水が貯留層内を降下して地47

下深部に達する事が想定される。このため，貯留層モデルとしては解析対象とする貯留層
深度よりも更に深い領域までモデル化する必要がある。ここで，注水涵養の対象域は過熱域が想定されるが，地下深部では超臨界状態となることが想定される。このため，使用するシミュレータは超臨界の温度・圧力域まで扱えるものを使用する必要がある。

３. 貯留層パラメータについて
人工涵養は，注入水が高温の岩体（透水性および熱はあるが流体が少ない）を通って熱を奪いながら蒸気化する事を期待するものである。注入水は岩体中に発達したフラクチャ
を通って温められるため，貯留層内のフラクチャを通る様子を再現するための MINC モデルの使用が必須となる。
涵養の対象域は過熱化しているなど貯留層内が乾いた状態となっている。そのような状態の貯留層に注水すると，貯留層内が二相状態となる事から，相対浸透率やキャピラリ圧
力などのパラメータの設定が重要となる。しかしながら，地熱貯留層に対する相対浸透率についてはあまり研究が進んでおらず，同パラメータの設定については課題も多い。このため，貯留層シミュレーションにおいては，ヒストリーマッチングなどによるモデル最適化において，モデルブロックの浸透率や空隙率分布，境界条件などと共にマッチングパラ
メータの 1 つとして適切な値を設定する必要がある。

（事例：Ⅱ-3-1-1 章）

I－３－１－２ 涵養計画の策定
１. 涵養スケジュール
本格的な涵養（操業）を行う前に，涵養効果や干渉等および最適な涵養注水量を確認するために，予備試験を実施する。予備試験では，主として短期ステップレート試験及び長期ステップレート試験を実施する。
短期ステップレート試験では，涵養注水量を数日程度毎にステップ的に変化させて，涵
養井の機能確認，最適な涵養注水量の把握，短期的な直接的干渉の確認等を行い，長期ス
テップレート試験では，涵養注水量を 1 ヶ月程度毎の比較的長期間でステップ的に変化させて，貯留層挙動の把握や直接的干渉の確認を行う。第Ⅰ-3-1-2-1 図に予備試験のスケジ

48

ュール概要を示す。
予備試験中に各種検層やモニタリング等を実施し，取得データを使用して解析および評価を行う。これをもとに涵養の継続，中断もしくは終了を判断する。
なお，予備試験中は干渉や有感地震等が観測される可能性も考えられるため，これらの現象が確認された際に即座に涵養停止等の対応を取れるよう，事前に涵養手順を検討しておく必要がある。これについては，次項の 3.オペレーション手順に記載する。また，これ以外にも涵養中には様々なトラブルが予想される。これについても事前に予想し対策を検討しておくのが望ましい。トラブル時の対策については，Ⅰ-3-1-3 章に記載する。
（事例：Ⅱ-3-1-2 章 1 項）

２. 注水量予備試験および操業時の涵養注水量は，事前に実施する貯留層変動予測の結果を参照して設定する。涵養効果が最大となる涵養注水量とするのが最善であるが，近隣生産井への干渉等を鑑みて涵養注水量を検討する必要がある。最大流量を決定したあとで，短期ステップレート試験およびステップレート試験の各ステップの流量を検討するが，低流量の場
合は涵養効果が現れにくくなることも想定されるため，最大流量を検討する場合と同様にシミュレーションの結果を参照して適切な流量を検討する。また，涵養井の能力やポンプ性能によって最大流量および最低流量の制限もあるため，これも考慮して流量の設定を行う。
（事例：Ⅱ-3-1-2 章 2 項）

49

流量

2日程度/1ステップ
最適流量に調整

1ヶ月程度/1ステップ

時間

短期ｽﾃｯﾌﾟﾚｰﾄ試験
長期ｽﾃｯﾌﾟﾚｰﾄ試験

予備試験

第Ⅰ-3-1-2-1 図

操業

予備試験のスケジュール概要

３. オペレーション方針
予備試験および操業中は，生産井の停止または上記量の減少および有感地震の発生等が生じる可能性がある。このような事態となった場合，涵養注水のオペレーション上でも注水停止や削減等の迅速な対応を求められる。そのため，このような事象について検討し，そのときの確認項目や対応方法について，事前に方針を検討しておく。
発生する可能性がある現象と涵養注水量削減もしくは停止の判断基準の例を以下に示す。

(1) 涵養による影響と考えられる生産井の停止または蒸気量の減少
・ 事前に定めた坑口圧力や温度等の基準値を上回るもしくは下回る場合
・ モニタリングデータのトレンド異常が見られる場合(2) 涵養井近傍における有感地震の発生
・ 涵養井近傍で，ある震度の有感地震が発生した場合
・ 発電所周辺で上記よりも広域のエリアである震度の有感地震が発生した場合（事例：Ⅱ-3-1-2 章 3 項）50

I－３－１－３ トラブル対策の策定
涵養中には，生産井への悪影響や有感地震の発生等により直接的に影響を及ぼすもの以
外にも機器トラブルに代表されるような様々なトラブルが予想される。そのため，涵養実
施前に発生するトラブルを予想し，予め対策をとりまとめ，できるだけ現場オペレーショ
ンを停止させることなく涵養を実施できるように準備をしておくことが必要である。トラ
ブル対策を取りまとめる場合の整理項目について，下記に例を示す。
・ 項目の分類（涵養やモニタリング等）
・ 想定されるトラブル（機器異常，データ異常，トレンド異常等）
・ 重要度（低～高のようなランク付け）
・ 具体的な対策・ 涵養継続の判断（涵養注水量削減，注水停止，協議等）（事例：Ⅱ-3-1-2 章）

51

I－３－２ 予備試験
I－３－２－１ 予備試験
１. 涵養注水方法
涵養井に適正な涵養注水を行うにあたり，坑口圧力の静止時圧力が高圧な場合は，事前に高圧ポンプにて負圧状態を維持しておく必要がある。その後，負圧状態を維持できる範囲の注水量で涵養注水をするのが望ましい。
涵養注水に必要なオペレーションを下記に示す。
① 事前に涵養井サイトの清水ピットを満水にする。
② 高圧ポンプと涵養井の注水用バルブ間を高圧配管にて敷設し，その後高圧配管の耐圧試験を実施する（坑口圧力の 1.5 倍加圧）。
③ 高圧ポンプを運転し，注水用バルブを開けて注水降圧を開始する。
④ 坑口圧力が負圧になったら，高圧ポンプから水中ポンプに切り替えて，負圧を維持出来る注水量に調整する。
⑤ 取水ポンプを起動し，涵養井サイト内ピットへ送水する。
⑥ 水中ポンプから取水ポンプに切り替える。
⑦ 必要に応じた注水量を遠隔操作にて調整弁で調整する。
⑧ 監視システムにて涵養井の坑口圧力・調整弁開度・配管内圧力・注水流量，取水設備の河川水流量・河川水位・取水ポンプおよび河川水ポンプの運転状況を監視する。

（事例：Ⅱ-3-2-1 章 1 項）

２. 短期/長期ステップレート試験
短期ステップレート試験および長期ステップレート試験は，策定した計画に従うとともに，事前に検討したオペレーション方針およびトラブル対策に基づいて実施する。試験中
は，各種調査やモニタリングを実施し，特に近隣坑井の蒸気量・熱水量・温度・微小地震の発生頻度等の変化に注意を払いつつ，様子を観察しながら試験を進める。取得したデータは可能な限り早期に関係者間で共有し，悪影響等の兆候を判断する材料とする。そのため，日々の日報に情報を盛り込んで配信する，データベースに登録して随時傾向を確認できるようにする等が有効である。なお，試験中に涵養前とは異なる兆候が観測された場合

52

は，速やかに涵養との因果関係を検討し，適切な対策を行う。
（事例：Ⅱ-3-2-1 章 2 項）

３. 注水中 PTS 検層
短期ステップレート試験中は，涵養井の機能を評価・確認するために，注水中 PTS 検層を実施する。各ステップで PTS 検層を実施することにより，涵養井における流体流出深度
および割合を推定し，その後の涵養オペレーションや評価に役立てる。
（事例：Ⅱ-3-2-1 章 3 項）

I－３－２－２ 坑井調査
涵養中に実施する坑井調査では，近隣生産井への影響を調査するため，PTS 検層に代表される各種検層を行う。涵養による影響としては，下記が考えられる。
・坑内圧力・温度の変化
・流体流入深度の変化
・低温熱水の流入

また，サンプラ等を使用して坑内サンプルを取得し分析を行うことで，涵養による影響を確認することが可能となる。さらに，各流体流入深度の坑内サンプルが取得できれば，
涵養による影響を評価するだけではなく，トレーサ解析にも有効なデータを得ることが可能となる。
（事例：Ⅱ-3-2-2 章）

I－３－２－３ モニタリング
１. 坑内圧力温度モニタリング(1) 概要
操業中の地熱発電所へ蒸気を供給する地熱貯留層への注水を行い，蒸気量の減衰傾向の緩和及び蒸気生産量の増加を目指す事から，その効果を把握する必要がある。また，操業へ悪影響を与えることは避けなければならないため，その兆候が表れたらすぐに対53

策をとる必要がある。そのため，貯留層の挙動を把握するためのモニタリングとして，
涵養井及びモニタリング井における坑内圧力温度モニタリングが必要となる。坑内圧力
温度モニタリングの目的は主に以下の通りである。
・ 涵養による坑内水位（貯留層圧力）の変化を精度良く把握し，悪影響等の検討のため涵養中の貯留層挙動を把握する。
・ 透水性の変化等を把握し，シミュレーションモデル向上・キャリブレーションやショートサーキット等の検討材料とする。

(2) システム
従来の地熱分野における，坑内圧力温度モニタリング装置は，不活性ガス（He や N2）を満たした金属製の毛細管（キャピラリーチューブ）と熱電対を坑内に降下して，毛細管内の不活性ガスの圧力変化を地上の圧力計で計測するものが利用されてきた。この方式は高温下での信頼性に優れているが，① 地層内で沸騰が生じて水位が存在しない地点では不活性ガスが拡散して測定ができない。
② 毛細管からの不活性ガスの漏洩を圧力変化と錯誤する。
③ 不活性ガスを定期的に（月 1 回程度）充填する必要がある。
④ 地表の圧力計が気温の変化の影響を受ける。

等の欠点があった。このような毛細管が利用できない環境では，坑内にセンサーを降下して直接地下で圧力温度を測ることが不可欠である。
近年，石油ガス分野の SAGD 攻法（Steam Assisted Gravity Drainage：スチーム補
助重力排油法）では，注入される蒸気によって地下が高温環境になるため，このような環境に対応したセンサーが開発され，実用化されている。坑内圧力温度モニタリング井においても同様の環境になることが想定されるため，坑内設置型センサーを導入することが望ましいと考えられる。

（事例：Ⅱ-3-2-3 章 1 項）54

２. トレーサ試験(1) マルチトレーサ試験
熱水の流動が卓越している地熱貯留層を対象としたトレーサ試験では，還元井などからトレーサを注入する際，熱水に溶解して移動する化学成分が使用される。これらには，
ウラニンや KI，スルホン酸ナトリウムなどが知られる。注入されたトレーサは熱水中に希釈されながら移動し，生産井から地熱流体と共に湧出する。
これに対し，人工涵養の対象となる柳津西山地熱地域の地熱貯留層は，蒸気生産に伴う減衰により地層内でフラッシュし，一部は過熱化（すなわち熱水が無く過熱蒸気が存在する状況）していると考えられている。この様な貯留層では，熱水中に溶解・拡散するトレーサでは適切に坑井間の導通性を評価する事が出来ない。
そこで，二相状態の貯留層内部において，蒸気（気相）中に拡散する気相および二相トレーサを用いたマルチトレーサ試験の実施が必要となる。
複数の異なる化学種（温度特性などが異なる）をトレーサとして用いる，それぞれの応答差からトレーサが通過する経路およびその状態に関する情報が得られる事も期待される。例えば，Ezzedine et al. (2012) は，複数の異なる化学種をトレーサとして用い，
これにフラクチャモデルやモンテカルロシミュレーションなどを組み合わせた解析を行い地下水の流動経路について議論している。Hirtz et al. (2010)は，インドネシアのDarajat 地熱地域（蒸気卓越型貯留層）において，高温岩体貯留層の調査に HFC/PCF
やアルコールなどの特性の異なる気相トレーサを組み合わせて使用し，注入水の蒸気化プロセスなどについて検討している Darajat では，R-134a(HFC)と 2 種類の PCF，3 種類のアルコールトレーサを用いた調査例があり，3 本の還元井にハイドロフルオロカー
ボンまたはパーフルオロカーボンと，アルコールを異なる組み合わせで注入し，応答の違いで蒸気化のステージの差が検討されている(Hirtz et al., 2010)。同手法は，過去にHirtz らによって米国ガイザース地熱地域の涵養検討のために実施されており，涵養設
計に有用と考えられる。
近年のフロンガスの使用規制や，高温の貯留層に対する安定性などから，気相・二相
トレーサとしては，以下が推奨される。
・ 気相トレーサ：シクロヘキサン・パーフルオロカーボン
・ 二相トレーサ：2,2,2 トリフルオロエタノール55

気相トレーサのシクロヘキサン・パーフルオロカーボンはフロン族に属する物質であるが，常温で液体となる溶剤との混合流体となっており，米国の地熱コンサルタント会社である Thermochem 社が製造している（製品名：Thermochem HTV-1-3-400）。二相トレーサについては国内外でイソプロパノールアルコールが利用され，柳津西山地熱地
域域でも利用実績があるものの，同トレーサは高温の貯留層内ではアセトンなどに分解されてしまうことが考えられるため，高温環境下でも安定している二相トレーサとしてトリフルオロエタノールの使用が適している。

(2) 試験方法
a. トレーサの注入（第Ⅰ-3-2-3-1 図）
調査では，シクロヘキサン・パーフルオロカーボン（気相トレーサ），トリフルオ
ロエタノール（二相トレーサ）を注入井（涵養井など）から注入水と共に注入する。
気相トレーサは水への溶解度が低いので，濃度を適切に保ちながら時間をかけて注入する必要がある。二相トレーサについては水と混合して注入が可能であるので，必要量を速やかに投入する。

b. サンプリング（第Ⅰ-3-2-3-2 図）
蒸気生産井からの蒸気サンプリングは，選択した生産井の二相配管にサンプリン
グミニセパレータを取り付けて行った。サンプリングでは，トレーサ注入日の前日にバックグラウンド分析用のサンプルを，トレーサ注入直後は 1 日程度の間隔で行
い，時間が経過するに従い数日から 2 週間毎などと，サンプリング間隔を広げる。
蒸気サンプリングにおいて，気相トレーサ用のサンプルについては，8 規定 NaOH
溶液を 200g 程度入れて真空引きしたガラス容器に冷却用コンデンサで冷やされた凝縮水を非凝縮性ガスと共に採取する。二相トレーサ用のサンプルは，採取した蒸気をコンデンサで冷却し凝縮水をポリビンなどに採取する。
採取後のサンプルについて，気相トレーサ用サンプルは輸送用のサンプルバッグに非凝縮性ガスだけを移して分析室へ送る。二相トレーサ用サンプルは採取容量をそのまま分析室へ送る。

56

c. 分析・解析
採取後のサンプルは分析所に送りトレーサ成分の濃度分析を行う。この際，全てのサンプルを分析するのではなく，各生産井で再湧出カーブが適切に表現される様，分析対象とするサンプルを選択する。
分析結果については，各生産井の生産履歴や注入井との位置関係，地熱流体の流動系を規制すると考えられる主要な断裂系などとの関係を考慮して解析を行い，注入水の内の何％が貯留層内で再蒸気化し，生産井から生産されたかを検討する。

（事例：Ⅱ-3-2-3 章 2 項）

第Ⅰ-3-2-3-1 図

トレーサ注入方法の例

第Ⅰ-3-2-3-2 図

蒸気サンプリングの方法

57

３. 弾性波モニタリング(1) 震源位置の特定
震源決定の際に，一般的に利用される方法は Geiger (1910)の方法である。この方法では複数観測点で得られた観測走時と理論走時の差を最小とするように，最小二乗法により震源時刻，震源位置を決定する。また，S-P 時間（S 波と P 波の到達時刻差）を用いて震源決定を行う方法もある。この方法では，例えば，P 波速度 Vp = 6.0 km/s，Vs = 3.4
km/s の場合，(Vp・Vs)/(Vp－Vs) (= 7.85)で表される大森定数を S-P 時間にかけ合わせる
ことで，ある観測点から震源までの距離を推定することがきる。複数観測点で推定した
震源距離を用いて，尤もらしい震源位置を決定することができる。これらの手法では 1次元または 2 次元（水平成層）の速度構造に基づいた震源決定がなされているため，十分な震源精度が得られない可能性があるが，簡易且つ即時的に震源決定を行うため，速報的に日々震源決定を行う（所謂モニタリング）場合には最適な手法である。
より詳細に震源決定を行うためには，例えば，3 次元速度構造モデルを用いたより高精度な走時計算の導入や，連携震源決定法（Joint Hypocenter Determination, JHD 法）
や，震源クラスタ解析を用いて，震源群の相対的な位置を修正する手法がとられることが多い。JHD 法，クラスタ解析を用いることで，震源決定の空間分解能が向上し，断層面の詳細な形状や，流体流動経路等が確認できるようになる場合がある。但し，JHD 法，
クラスタ解析では，相対的な位置精度を向上することができるが，震源の絶対的な位置精度は必ずしも向上しない。例えば，震源群の重心位置が真の位置から系統的にずれていた場合，JHD 法，クラスタ解析により得られた結果も，その系統的なずれを保持していることとなるので，その点には十分な留意が必要である。
震源決定の際に，結果に大きく影響を与える要素が速度構造モデルと P 波，S 波の読み取り精度である。速度構造モデルは，例えば掘削・検層に基づく実観測データや，反射法地震探査による地下構造モデルに基づいて決定される他，複数の震源に対する観測走時と理論走時差を最小とするような速度構造をインバージョンする手法もとられる。
目視による P 波，S 波の検知に関しては，微弱な AE／微小地震の信号を検知できるよ
うな Signal-to-Noise (S/N)比の良いデータを確保するとともに，適切なバンドフィルタの適用をして，表面波が卓越している常時微動成分を除去することが望まれる。また，
複数観測点の波形データを並べて表示することで，全観測点で共通した AE／微小地震
由来のシグナルを確認しやすくなり，AE／微小地震と無関係のノイズを区別しやすくな58る。また，高サンプリング（例えば 1,000 Hz）の波形データを用いることで，より精度の高い P 波，S 波到達時刻の推定が可能である。コンピュータによる自動読み取りを行う場合，目視による P 波，S 波の読み取りと基本概念は同じであるが，P 波，S 波の到達判定を定量的に行えるようにしなくてはならない。その判断基準として，一般的には
STA/LTA (Short Time Average/ Long Time Average)が用いられる。STA/LTA では，「短
時間の時間窓を使った波形振幅の平均 (STA)」と「長時間の時間窓を使った波形振幅の平均 (LTA)」の比がある閾値を越えた場合，シグナルを検知したと判断する。他には，
AIC (Akaike’s Information Criterion)を使った手法や，尖度解析を用いた手法などがあるが，目視観測による AE／微小地震検知率と比べると劣るのが現状である。

(2) 3 次元速度構造の利用
1 次元・2 次元（水平成層）の速度構造モデルを用いた際の震源決定と同様に，観測走時と理論走時の差を最小とするように，最小二乗法により震源時刻，震源位置の決定を行う。
ここで，複雑な 3 次元速度構造を用いて，仮定した震源と観測点間の走時を繰り返し計算の中で逐一計算するのは非効率的である。そこで，各観測点からの等走時面（2 次元計算の際の，走時表に相当）を事前に計算し保持しておく手法が取られることが多い。

(3) 震源クラスタ解析の利用ある震源群（クラスタ）に対して，その中の複数イベント間の P 波（S 波）到達時刻の相対時間差を利用して，クラスタ内の個々の相対的な震源位置を修正することができる。例えば，Double-Difference (DD)法（Waldhauser and Ellsworth, 2000）では，クラスタ内に存在するイベント i とイベント j の理論走時 ti, tj と観測走時 Ti, Tj のそれぞ
ij

i

j

れの差の差dr =(ti -tj )-(T -T )をクラスタ内で最小化するように震源位置を求める。走時差の差を用いることで，DD 法は速度構造の影響を受けにくい解析となっている。なお，同一の震源クラスタ内に属するか否かの判断は，観測された波形の相互相関を用いて判断されることが多い。また，相互相関により得た遅れ時間を用いて観測走時の差を求めている。DD 法を適用することで，数～数十メートルの差で相対位置を決定することも可能である。

59

(4) 統計的な微小地震集団評価（b 値解析，ETAS モデル）b 値は地震集団の性質を表すパラメータであり，グーテンベルク・リヒターの関係（GR則）をもとに導かれる。GR 則は，大きい地震ほど発生回数が少なくことを表した関係である。地震の発生度数 n は，マグニチュード M とともに指数関数的に減り，logn(M)=a-bM の GR 式で表される。ここで，a, b 値ともに GR 式をフィッティングする際に得られる定数であるが，特に b 値は地震集団や地下の地域性を表す重要なパラメ
ータとみられている。例えば，涵養注水に伴い微小地震の発生特徴が，涵養注水前から変化したか調べる際に，b 値を利用することが考えられる。しかしながら，b 値が具体的に地下のどのような変化を表しているかについては，議論が多く，決定的なことは言えない。
ETAS (Epidemic Type Aftershock Sequence)モデルはすべての地震がその大きさに応じた余震活動を伴うと考えるモデルであり，過去の地震データからその地域の地震集団の特性を統計的に表すことができる。ある期間に発生した地震のマグニチュードと発生時刻を与えると，統計的性質を表す 5 つのパラメータを推定できる。このうち，余震
活動の重ね合わせの式では説明できない地震活動の発生率を表すパラメータ により，先行する微小地震によって引き起こされた AE／微小地震なのか，涵養注水に伴い引き起こされた AE／微小地震なのか判断することができる。

（事例：Ⅱ-3-2-3 章 3 項）

４. 浅部比抵抗モニタリング(1) AMT 法による地熱貯留層のモニタリング
地下の比抵抗は，岩石内の空隙を満たす水の比抵抗，飽和度，温度および粘土鉱物の存在などに敏感であることから，地熱貯留層やキャップロック，温泉帯水層内の状態の変化を捉えられる可能性がある。涵養注水においては，注水された水の地熱貯留層および温泉帯水層への影響を時系列で評価するために比抵抗変化を利用できると考えられる。
比抵抗構造を推定するための電磁法の一つである MT 法は自然の地磁気変動を信号とする。地表で電場と磁場の変動を時系列で測定し，それらのスペクトル解析から周波数ごとのインピーダンスを算出し，見掛比抵抗や位相など比抵抗構造を解析するための60

MT パラメータを求める。地下の比抵抗モニタリングのために MT 法を利用する利点は，
人工信号源の設置が不要で，大きな探査深度が得られるということがあげられる。一方，
自然信号の強度は不安定であることから，データ品質を一定に保持することが難しいという問題がある。特に太陽活動による地磁気変動を主な信号とする 1 Hz 以下の低周波数では，モニタリングに利用できるような高い S/N 比のデータを取得するためには，長時間の測定が必要とされる場合も多い。
MT 法のうち 1-10,000 Hz 程度の周波数帯を用いる手法は AMT 法と呼ばれている。
探査深度は，実際の比抵抗構造に依存するが，およそ 1〜2 km であり，国内の多くの地熱貯留層の探査に有効であると考えられている（高倉，2014）。自然信号を利用する利点と問題点は MT 法とほぼ同じであるが，遠方の雷活動によって生じる地磁気変動が主な信号源である AMT 法は，短時間で安定的にデータを取得することができる。

(2) 繰り返し測線の設定（事例：Ⅱ-3-2-3 章 4 項(1)(2)）
地下構造の微小な変化を捉えるには，短時間で安定的にデータが取得できる AMT 法といえども，高い S/N 比を得るとともに，構造変化以外の外的要因による影響を避ける
ために，連続的にデータを取得することが望ましい。しかしながら，観測点全てで連続観測を維持するには，多大な労力と費用を要することが予想される。したがって，繰り返し測定を行うことが現実的であるが，地下構造の変化が予想される箇所を含めた繰り返し観測点を適切に設定することが必要である。ここで，地下構造の変化の検出のために，2 次元構造を仮定したインバージョン解析を用いることを念頭に，測線を設定する。
例えば，涵養注水点，地熱貯留層，温泉湧出域の近傍を横切る測線を繰り返し測線として設定する。これらの測線の設定は，事前調査（Ⅰ-2-1-2 章 2 項）が行われる場合はその際に考慮し，事前調査の測線がのちに繰り返し測定用の測線に転用できるようにすると効率的である。

(3) 繰り返し測定とデータ処理（事例：Ⅱ-3-2-3 章 4 項(2)(3)）
繰り返し測定を高頻度で行えば，それに応じた時間分解能で地下構造を捉えられる可能性があるが，期待される変化が十分に大きく急激でない限りは，費用面も考慮して年に数回程度の頻度とし，少なくとも年に 1 度以上同時期に測定を行うことが望ましい。
初回の測定は，上述の通り事前調査（Ⅰ-2-1-2 章 2 項）の一部とすると効率的である。

61

この際，電極の接地抵抗やスタティックシフトの変化を避けるため，土地所有者や管理者等の許可を得て，常設の電極を設置するか，杭などを使用して電極位置をマークしておくと良い。2 回目以降の測定時は，初回の測定仕様をできるだけ再現するように努めること。測定位置は GPS を用いて初回と一致させ，センサーの位置や電極配置なども記録をもとにできるだけ再現する。また，測定機器のゲインやローパスフィルターなどの測定パラメータも初回と同じにする。また，一連の繰り返し測定に対して，毎回同じ地点にリモート点を設置し，リモートリファレンス解析を実施することが望ましい。初回と同程度以上の品質のデータが得られない場合は，再測定を検討し，良質なデータの取得に努める。
取得した時系列データの処理法も初回と同様とし，データ品質の改善を目的とする目
視によるデータ編集を行う場合は，明確に設定した同じ基準のもとで行う。

(4) 測定結果の比較（事例：Ⅱ-3-2-3 章 4 項(4)）
まずは，見掛比抵抗および位相差からデータの変化を検討する。測点ごとに数回分の見掛比抵抗および位相の探査曲線を重ね合せるなどして，レスポンスの変化，データ品
質の違いを評価する。ここで，測定毎に電極とその位置が異なる場合は，見掛比抵抗にはスタティック効果が現れることがあるので注意する。具体的には，見掛比抵抗がカー
ブの形は保ちながら，周波数に依存せず値がシフトする場合は，スタティック効果によるものと判断され，地下構造の変化ではない可能性が高い。経時変化が認められる場合，隣り合う測点のデータを参照し，その変化が空間的な拡がりを持つかを確認する。変化がある 1 測点のみに認められる場合は，地下構造の変化ではなく，何らかの外的要因（ノイズ）によるものである可能性が高くなるので，注意しなければならない。空間的な広がりを確認するためには，見掛比抵抗，位相差の擬似断面を作成すると良い。経時変化
が観測誤差より十分大きく，空間的な広がりを持つ場合は，地下構造の変化を反映していると考えられる。

(5) 比抵抗構造変化の検討（事例：Ⅱ-3-2-3 章 4 項(5)）
上記の検討から，地下構造の変化が示唆される場合，2 次元構造を仮定したインバー
ジョンによる比抵抗構造解析を行う。インバージョン解析は，数回の繰り返し測定デー
タ毎について行うが，同じ測線に対して同一のメッシュデザイン，入力パラメータ等を62

用いる。インバージョン解析の結果を，それぞれの測定についての比抵抗構造断面を同一の長さ，比抵抗スケールで表示する。また，比抵抗変化分を容易に認識できるように，
比抵抗変化の断面を作成すると良い。例えば，見掛比抵抗は対数スケール上での差分，
位相差は差分をとって表示する。
比抵抗変化が明らかであると考えられる場合，その原因を検討する。まず，事前調査での比抵抗断面の解釈を参考に，地質学的にどの部分が変化したかを特定する。例えば，
地熱地域では，キャップロック，地熱貯留層，温泉帯水層あるいはその周辺部の構造が変化することが考えられる。次に，その部分で起こりうる比抵抗変化の要因を絞り込む。
比抵抗変化の要因として，含水率，間隙水の溶存成分の濃度，温度，主要な粘土鉱物の種類のなどの変化が考えられる。ここで，補助的データとして，坑井検層（地質，比抵抗，温度等）や微小地震分布，重力変化データ等も活用する。簡単な含水率の変化の見積りとして，アーチーの法則による検討も有効である。これらのデータを矛盾なく，合理的に説明できる現象が比抵抗構造の変化要因と判断される。

５. 生産井変動調査
涵養井における涵養注水が周囲の生産井に与える影響を評価するためには，涵養注水前からの入念なモニタリングが必要である。モニタリング井の選定としては，涵養井と同一の断裂系に位置し，水理的連絡が予想されるもの，同一の断裂系に位置していなくて涵養井と距離が近く，浅部での水理的連絡が予想されるものが考えられる。
モニタリング時期としては，涵養開始前に数ヶ月間隔で行い，十分なバックグラウンドとなるデータを収集することが望ましい。涵養開始後は１日毎から数日毎に頻度を上げ，涵養の応答を素早く捉えることが必要である。涵養井の浅部から低温の涵養水の流出が生じている場合，周辺の生産井に流入し，蒸気生産の障害が生じることが想定し得る。早急な対策を講じるためにも高密度のモニタリングは重要である。
モニタリング項目は第Ⅰ-3-2-3-1 表の通りである。坑口モニタリング及び蒸気・熱水流量モニタリングは基本的に現場の操業データとしてすぐに得ることができるデータであるが，流体化学性状モニタリングは分析に時間を要し，涵養注水による変化をすぐに捉えることが難しい。しかしながら，主として地表水を起源とする涵養水と貯留層を起源とする
流体は化学性状に比較的顕著な差異があり，生産井における流体性状の変化から，涵養水の混入を検出できる可能性が高く，
涵養注水の影響を正確に評価するためには重要である。

63

何れのモニタリング項目も一項目のみでは十分なデータになり難く，複数の項目を組み合わせて使用することがモニタリング精度を上げる上で重要である。
近隣生産井において，涵養注水の影響が発現する時間差は井戸毎に大きく異なることが多い。涵養注水後数ヶ月が経過してから影響が発現する例もあるため，涵養注水開始後は継続的にモニタリングを実施すべきである。

（事例：Ⅱ-3-2-3 章 5 項）

第Ⅰ-3-2-3-1 表

モニタリング項目

モニタリング項目

モニタリング内容
・坑口圧力

坑口モニタリング・オリフィス流量計の差圧
・坑口での蒸気温度（過熱度）

流体化学性状モニタリング

・蒸気，蒸気凝縮水及び熱水の化学成分及び酸素水素
同位体

蒸気・熱水流量モニタリング

・オリフィス流量計の二相流の流量・トレーサ希釈法による流量測定

６. MT モニタリング(1) MT 法による涵養注水のモニタリング
MT 法で推定される比抵抗構造は水や粘土鉱物の存在に対する感度が高いため，MT法は地熱貯留層やキャップロック等の地熱構造を推定するために広く用いられている。この MT 法を連続観測，または繰り返し観測という形で行うことにより，涵養注
水における地熱貯留層内の比抵抗変化をモニターすることで，地熱貯留層内の流体挙動モニタリング手法として活用できることが期待される。MT 法には通常の MT 法の他に浅部探査に特化した AMT 法（Ⅰ-3-2-3 章 4 項）があり，温泉帯水層を含む浅部比抵抗モニタリングに活用されているが，注水ポイントや深部域を含む地熱貯留層全体のモニタリングとしては，感度の関係上，通常の MT 法を用いることが適切と考えられる。

64

(2) MT 法モニタリング観測点の設定（事例：Ⅱ-3-2-3 章 6 項(2)(3)）
地下構造の変化を捉えるためには，変化が期待される地点を中心に多点で連続観測を行うことが望ましい。しかし時間的・金銭的コストの面で多点の連続観測を長期に渡って維持することは難しいため，観測維持可能な連続観測点以外は，繰り返し観測点を設定し観測を行う。
連続観測点は涵養注水により特に変化が期待される場所を中心に，費用面も考慮して 2,3 測点設置する。連続観測点では長期にわたり観測機器の電源を確保する必要があ
るため，ソーラーパネルや燃料電池による電源確保が必要となる。また長期に渡る観測を安定的に維持するためには，観測点における風雨や積雪等の対策を考慮した観測点設置が必要となる。繰り返し観測点は，連続観測点を補う形で連続観測点周辺に 5，6 測点設置することが望ましい。
繰り返し観測は同じ位置での測定が必要であるため，GPS を用いた測定点の決定が重要であるほか，センサー位置や電極配置も同じ位置で測定を行うため，GPS の記録のほか，杭等でマークしておくことが望ましい。可能であれば，電極は土地所有者や管理者等の許可を得て常設設置させて頂くことが望ましい。

(3) データ処理と測定結果の検討（事例：Ⅱ-3-2-3 章 6 項(4)）
繰り返し観測の場合，年数回程度の頻度で測定を行うこととし，データ処理はその都度行い結果の比較を行う。連続観測点の場合，データ処理は 1 日，あるいは数日単位で行い，時間的な変化について検討する。いずれの観測においてもリモート点を設置し，リモートリファレンス解析を実施することが望ましい。
測定結果は見掛け比抵抗および位相差等をチェックし，レスポンス変化・データ品
質の違いを評価する。MT 法は自然ソースを用いて解析を行うため，ソース強度がいつも安定しているわけではないため，単にレスポンス結果を見るだけではなく，地磁気
活動チャートの K インデックス等を参照し，解析時の自然界電磁場強度の状態についても確認を行って評価することが必要である。見掛比抵抗やその位相差のレスポンス
変化が小さい場合，フェーズテンソルや水平磁場の伝達関数の変化による評価も有効
である。

65

I－３－２－４ 環境影響調査
１. 有感地震
有感地震観測フローを第Ⅰ-3-2-4-1 図に示す。
涵養注水開始の 1 年程度前から観測を開始する。これによって，生産・還元井のイベン
ト（生産・還元の開始・停止や大幅な流量変更）や,新規掘削・改修工事の逸水・逸泥によって地震活動に変化が現れるか，別途実施する微小地震観測と併せて監視する。
（事例：Ⅱ-3-2-4 章 1 項）

２. 温泉変動調査
温泉変動調査フローを第Ⅰ-3-2-4-2 図に示す。
涵養注水開始の 1 年程度前から調査を開始する（既に調査を行っている場合は，それを継続する。ただし，測定・分析項目や頻度については今一度検討が必要）。生産・還元井のイベント（生産・還元の開始・停止や大幅な流量変更）や，新規掘削・改修工事の逸水・逸泥によって，源泉に変化が現れるか監視するとともに，気象や河川水位の変動に対して源泉がどのようなレスポンスを示すか確認する。
（事例：Ⅱ-3-2-4 章 2 項）

66

既往調査
データ

有感地震観測の
検討開始
候補地点の
地形地質

土地の
利用状況

No

気象庁指針を満足する場所？

専門家・ﾒｰｶｰの意見

Yes(必要に応じて)
予備調査

設置箇所
決定

設置工事

観測の開始

涵養井
新規掘削

蒸気生産ﾃﾞｰﾀ
熱水還元ﾃﾞｰﾀ

注水逸水ﾃﾞｰﾀ

涵養注水開始

涵養注水ﾃﾞｰﾀ
(流量)

涵養井近傍で震度４以上の地震

あり

涵養中断
検討

第Ⅰ-3-2-4-1 図

有感地震観測

67

フロー図

なし

既往調査
データ

温泉変動調査の
検討開始
源泉の分布
地質構造

貯留層と帯水
層の繋がり

対象とする
源泉の決定
源泉の構造

所有者の意向測定・ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ
箇所の決定

泉質

湧出量・温度測定・ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ
項目頻度の決定

調査の開始

涵養井
新規掘削

蒸気生産ﾃﾞｰﾀ
熱水還元ﾃﾞｰﾀ

気象水位ﾃﾞｰﾀ

注水逸水ﾃﾞｰﾀ

涵養注水開始

涵養注水ﾃﾞｰﾀ
(流量・温度)なし

涵養 の影響あり(必要に応じて)
追加調査

涵養中断
検討

第Ⅰ-3-2-4-2 図

温泉変動調査68

フロー図

I－３－２－５ 解析・検討
予備試験の実施中もしくは終了・中断時に，試験中に得られたデータを使用して解析および検討を実施する。実施項目は，以下が挙げられる。
・ 地下構造解析（更新）・ 貯留層変動予測（更新）・ 涵養効果の評価
・ 対策の検討

地下構造解析および貯留層変動予測は必ずしも実施する必要はないが，涵養中に得られたデータを用いて情報を更新することで，涵養効果の評価において精度を向上させることができると考えられる。
（事例：Ⅱ-3-2-5 章）

１. 地下構造解析
調査・設計において地熱構造モデルを作成しているが，それ以降で新たに取得したデー
タおよび作成した分布図等を用いて更新を行う。有効と考えられる調査項目として以下が考えられる。
・ 地質構造・ 変質帯分布・ MT 法/AMT 法比抵抗分布
・ 重力探査結果
・ AE/微小地震分布
・ トレーサ解析結果
・ 掘削時記録（涵養井ほか）
・ 坑井データ（流体流入深度，電気検層結果）
・ BHTV 検層結果
・ 地温分布

これらを元に，各地層の物性および透水性を推定し，地熱流体の移動範囲の推定を行う。
また，地質構造，変質帯分布および MT 法/AMT 法比抵抗分布等からキャップロックの形

69

状および下面深度を推定する。これにより更新された地下構造モデルは，貯留層変動予測で使用する貯留層モデルの更新に反映される。

２. 貯留層変動予測
前述の地下構造モデルの更新では，キャップロックの形状および下面深度を推定している。そのため，貯留層モデルにこれらを反映させ，シミュレーションの精度向上を図る。
更新した貯留層モデルを用いた自然状態シミュレーションを実施し，地温分布との比較等
により精度を確認した上で，ヒストリーマッチングおよび将来予測計算を行う。

３. 涵養効果の評価
涵養による効果は，地熱発電所の操業に対して良い影響を及ぼすものと悪い影響を及ぼすものがある。良い影響としては蒸気生産量の増加，悪い影響としては坑口圧力および温度の低下が挙げられる。また，蒸気中の非凝縮性ガス濃度の低下等，その現象だけでは判断がつきにくいものも考えられる。これらを評価するためには，モニタリングデータの精査や検層結果等を総合的に判断し，評価を行うことが必要となる。

(1) 蒸気生産量の増加
蒸気生産量の増加については，涵養前後の生産履歴から判断することが可能である。
涵養による影響か判断するためには，産出流体の地化学分析等が有効である。また，マルチトレーサ試験結果から，涵養水の沸騰割合を算出し評価するという手法も考えられる。

(2) 涵養による他坑井への干渉
予備試験中に近隣の生産井において生産量が不安定になる，もしくは低下する等の現象や，坑井調査により坑内状況の変化が確認された場合は，涵養井との干渉の可能性が考えられる。この場合，試験経過，各種調査データおよび前述の地下構造モデル等の情報を元に，その要因について考察する。

(3) 蒸気中に含まれる非凝縮性ガス濃度の低下
涵養水が蒸発し蒸気として生産された場合，相対的に蒸気中に含まれる非凝縮性ガス70

濃度が低下すると考えられる。そのため，蒸気中に含まれる非凝縮性ガス濃度をモニタリングすることで涵養効果の確認を行う。
ただし，生産流体の温度低下が起こる可能性も考えられるため，経過を観察する必要がある。

(4) 蒸気中に含まれる酸性ガスの減少
蒸気生産量が増加する等の直接的な効果とは異なるが，貯留層の過熱化により引き起こされた酸性化が涵養によって抑制された場合，酸性蒸気による問題を解消できることになり，安定した蒸気生産を継続させる効果が得られると考えられる。また，酸性化が原因で蒸気生産を停止している等の措置を取っていた休止井を利用できることにつながるため，これも涵養効果の一つと考えられる。

４. 対策の検討
3.の評価結果から，必要に応じて対策を検討する。涵養量の調整で対応可能な場合は継続して涵養を実施できると考えられるが，有感地震の発生や生産停止により涵養を停止した場合は，根本的な対策が必要となる。また，他坑井への干渉が認められた場合は，その原因を調査し，対策により涵養再開が可能となるか検討する必要がある。

71

I－３－３ 評価
予備試験もしくは操業時の解析・検討結果から，涵養技術の適用について評価を行う。
・ 最初に設定した目標に対する評価（蒸気量の増加，過熱度の低下，非凝縮性ガスの減少，酸性化の抑制等）
・ 予備試験の結果，適切な涵養注水量で涵養を継続できる，もしくは涵養注水量を変更することで最適化が図れると判断できれば，そのまま操業に移行する。
・ 予備試験により，経過観察が必要となる影響が生じている場合は，試験計画を再検討したうえで予備試験を継続する。
・ 予備試験中に，人工涵養が原因と考えられる有感地震の発生や干渉が認められた場
合は，すでに涵養を停止している状況と考えられるが，検討した対策により涵養の再開が可能と判断できれば，対策の実施を含めて計画を再検討し，予備試験を再度実施する。
・ 上記の場合において，対策が立てられないもしくは実施できない場合は，涵養を終了する。

（事例：Ⅱ-3-3 章）

72

I－３－４ 操業
定常的な涵養注水を継続する。涵養注水中は，予備試験と同様に各種データをモニタリ
ングし，涵養状況を監視するとともに，得られたデータを使用して解析・評価を行い，状況に応じて計画の再検討や涵養継続等の判断を行う。
（事例：Ⅱ-3-4 章）

73

Ⅱ．事例II－１ 全体計画
II－１－１ 現状把握と方針策定
II－１－１－１ 現状把握
柳津西山地熱地域では，1995 年の発電所運転開始以降，約 23 年が経過しているが，貯留層の減衰が問題化している。本地域の地熱流体の生産ゾーンは 2 つの断層系に区分されるが，そのうち主要な生産ゾーンは，断層 F，G，H，I の各断層から成る断層系である。
これらのうち，断層 H は蒸気の過熱化が進んでおり，同断層に流入点がある生産井では
過熱度 30℃以上の蒸気が生産されている。断層 G は最も蒸気生産量が多いゾーンとなっているが，貯留層圧力の低下が大きく，蒸気生産量が減少している。断層 F の南東部，および断層 I の北西部付近では，生産井で過熱蒸気が生産されていたが，貯留層の過熱化に伴う HCl ガス発生による酸性化問題で現在生産が停止されている。

II－１－１－２ 対策検討と方針策定
前述のように柳津西山地熱地域の主要な貯留層では過熱化が問題化しているが，これは，貯留層内において生産量に対して貯留層周囲あるいは下方からの流体供給が少ないために発生していると考えられる。その対策として，注水による人工涵養が有効と考えられる。
貯留層が過熱化した領域に対して人工涵養を行う事で，注入水が岩体からの熱供給を受けて蒸気化し，これが生産側に供給される事が期待される。
また，過熱蒸気化に伴う酸性問題が発生する領域について，300℃以上の貯留層で二相化が進むと，岩体内やき裂に液相が捕まり動けなくなった液相が蒸発し，成分として含まれる Cl が濃縮されると考えられる。そして，この Cl 濃度の高い熱水が HCl ガスの起源となり，生産井で酸性問題を起こすと考えられる。これについても，同領域へ涵養することにより HCl ガスの発生環境を緩和し，生産が出来なくなった領域からの蒸気生産再び可能となるなどの効果も期待される。
以上のことから，人工涵養の対象域としては，a.

断層 H の過熱域b.

断層 F 南東部～断層 I 北西部の過熱域を検討した。
a.は蒸気生産が行われているが，b.は前述の通り酸性問題により生産を停止している。

74このため，人工涵養による効果として，a.では蒸気量の増加（あるいは減衰の改善），b.
では酸性化の改善による生産再開が期待できる。また，a.では蒸気生産が行われていることから，蒸気量の変化や流体性状の変化など人工涵養の効果を観測することが可能だが，b.では流体生産をしながらの確認は困難である。このため，本研究では，a.断層 H の過熱域を対象とする事が適切であると考えた。

II－１－１－３ 目標設定
涵養の目標としては，貯留層の減衰を低減することが主目的となるが，研究開発という観点も鑑みて，以下の目標を設定した。
・ 涵養試験の詳細計画の検討及び設計を実施する。
・ 涵養試験結果及びモニタリング結果と，貯留層シミュレーションによる予測結果が整合する貯留層モデルを作成する。
・ 近傍の過熱化した生産井において，涵養による蒸気過熱度の緩和効果を確認する。
・ 人工涵養が他の手法より経済的に優位な場合の指針を得る。
・ 涵養による周辺環境（温泉・地下水・誘発地震等）への影響評価法を示す。

75

II－１－２ 全体計画
II－１－２－１ 涵養方針の検討
人工涵養を行うためには涵養井が必要となるが，Ⅱ-1-1-2 章で抽出した地域で涵養を行う場合，利用可能な既存井がないため，本研究では新規に涵養井を掘削する方針とした。
そこで，涵養井の掘削ターゲット決定プロセス案の策定を行った。涵養井の掘削ターゲッ
ト決定はシミュレーションと合わせて検討し，涵養井の掘削ターゲット決定プロセスについては以下の検討・審議等に基づくことを前提とした。
なお涵養井は 14JN-R1 と呼称することとした。

a.

シミュレーション結果
涵養効果（蒸気量を最大にし，他の坑井へ影響を与えない）を最大にするターゲッ
トを選定する。

b.

既存の掘削基地から掘削可能な範囲とする。

c.

ワーキンググループ（WG）や委員会等で涵養井の掘削ターゲットについて説明するとともにその案に対して承認を得る。

涵養井の掘削ターゲット設定の基本方針案を以下に示す。
① 涵養井については，断層 H の下側に注水した水が加熱されることで生じる蒸気を，過熱化した領域に供給することで，過熱化を防ぎ蒸気量の減衰を緩和する効果を期待する。
② 浅い深度への注水は，これまでの実績により早期の貯留層の冷却を招くおそれがあるため，極力避ける。
③ したがって，涵養井は坑底から注水することを前提とする。涵養井フィードポイン
トは柳津西山地熱地帯の貯留層深度下限（-1,500m 程度）の下，-1,500～-1,800m程度を想定する。
④ これまでの注水試験より，Well 16 深部への涵養は効果がないこと，および Well 8から注水すると Well 15 の蒸気量が増加すること等が分かっているので，涵養井ではこれらの事実を考慮する。
⑤ Well 16 において平成 25 年 10 月下旬から 12 月末にかけてトレーサー試験を実施した結果，J サイト系生産井の一部に回帰が認められた。注入水の一部が Well 1676

浅部から流出し，トレーサー回帰が認められた生産井へ干渉したと考えられる。12月 27 日より，保安注水を停止している事実を考慮する。
⑥ したがって，涵養井は断層 H 南東部 Well 8 のフィードポイントの下側（予定涵養
井坑跡），-1,500～-1,800m 程度に設定することが考えられる。戻りが速く，急激な冷却につながる場合は，涵養井を東側にずらすこと等が考えられる。
⑦ 参考として，最も過熱化が進んでいる断層 H 中央部深部，断層 D・断層 E 系浅部涵養のケースが考えられる。

II－１－２－２ 調査計画
１. 調査項目
本研究の調査項目は以下とした。

(1) 既往調査
柳津西山地熱地域は運転開始前から各種の調査が行われているため，主として公開文
献の参照を行った。また，奥会津地熱㈱では，運転時の操業データを地熱データベース（G★Base）によりデータベース化し管理している。そのため，同データベースに収録
されているデータから必要となるデータを抽出することとした。

(2) 地質調査
過熱化が問題化している主要生産域である断層 G を中心とした詳細な深部の構造調査を電磁探査（MT 法）により実施する。また，涵養による周辺の温泉への影響を検討する事も重要と考えられるため，周辺の温泉帯水層と貯留層との関係を把握するために浅部構造を対象とした電磁探査（AMT 法）も実施する。更に，本地域では過去に地熱貯留層の生産・還元に伴う重力変動の調査が実施されている事から，重力探査を実施する事で当時と現在との変化から貯留層の構造を把握する。

(3) 坑井調査
人工涵養開始前は，近隣生産井，観測井および涵養井における坑内検層を実施し，地下構造解析に資するデータを取得する。また，人工涵養開始後に実施予定の各種検層結77

果を比較するため，バックグラウンドデータを取得する。
人工涵養開始後は，生産井の PTS サンプラ検層・PTS 検層および涵養井における注
水中 PTS 検層を実施し，涵養による影響や涵養時の坑内状況の変化を確認する。

(4) 地下構造解析(1)～(3)で得られたデータをもとに地下構造モデルを構築する。

(5) 貯留層シミュレーション
人工涵養開始前は，(4)を元に貯留層モデルを作成し，複数シナリオに基づく予測計算を行うことで適切な涵養条件の検討を行う。
人工涵養開始後は，涵養試験により新規に取得したデータに基づいて貯留層モデルを更新し，将来予測シミュレーションを行う。

(6) モニタリング
モニタリング項目については，下記を検討した。各項目の詳細については，モニタリ
ング方針の項に記載する。
・ 坑内温度・圧力モニタリング
・ 気相・二相マルチトレーサ試験
・ 弾性波モニタリング(坑内 AE 観測，微小地震観測)
・ AMT モニタリング，MT モニタリング
・ 生産井モニタリング(7) 環境影響調査
環境影響調査としては，涵養による有感地震の発生および温泉への影響について調査
を行った。

78

２. 全体スケジュール
全体スケジュールは項目ごとに第Ⅱ-1-2-2-1 図のように策定した。
実施項目

H25

フェーズ１
H26

H27

フェーズ２
H28
H29

試験設備設計・工事
人工涵養
①既往調査
②地質調査
③坑井調査
④地下構造解析⑤貯留層シミュレーション⑥モニタリング⑦環境影響調査第Ⅱ-1-2-2-1 図

全体スケジュール

３. モニタリング方針
モニタリング項目のうち，連続的なモニタリングを行う項目について，詳細を 第Ⅱ-1-2-2-1 表および第Ⅱ-1-2-2-2 表にまとめる。

79

第Ⅱ-1-2-2-1 表
測定モニタリング対象
モニタリング項目

測定/採取頻度

目的ほか
全体

坑口圧力・温度(OAGで実施中)地
表モニタリング項目とその詳細(1)

全生産井で坑口圧力連続測定〇圧力変動を連続観測することにより，いち早く涵養の影響を察知する。
過熱蒸気を生産する生産井で坑口での蒸気温度(過熱度)測定(1回 〇過熱度を測定するためには温度測定が/操業日)必要である。OAGでは定期的に坑口温度測定が実施されており，涵養の影響を察知する。

流量測定(全生産井、 連続測定
涵養井)
(OAGで実施中)
・涵養井近傍の流量計測は本プロジェクトで実施〇涵養開始前のバックグランドを把握する。
〇涵養開始後の流量変化を連続的に観測することにより，いち早く涵養の影響を察知する。

地化学(全坑井)(OAGで実施中)

原則毎日(涵養期間中)
監視項目：熱水のpH，EC，濁度〇涵養開始後の地化学変化を早急に検知し、涵養オペレーションへ反映させる。

地化学(Well 3, 5, 6, 8, 11, 涵
養井)・本プロジェクトで実施

涵養開始前1回，涵養開始後(涵
養期間中)1回/月(原則年7回)
分析項目(蒸気)：H2O/NCG比，H2S，CO2，残留ガス（H2S，CO2以外のガス），H2，N2，
CH4，He，Ar(蒸気凝縮水)：pH，EC，δD，δ18O(熱水、涵養水)：
pH，EC，Na，K，Ca，Mn，Fe，Cl，SiO2，SO4，δD（H2O），δ18O（H2O）〇特に涵養井に近い坑井および涵養井において、涵養開始後の地化学性状変化を把握し、涵養オペレーションへ反映さ
せる。

断層H

80

断層I
北西部

◎

◎

◎

◎

◎は効果的であることを示す。

断層F◎

第Ⅱ-1-2-2-2 表

測
定

地
表

モニタリング対象
モニタリング項目

測定/採取頻度

目的ほか

涵養井トレーサ試験
・本プロジェクトで実施【注入トレーサー】PFC(気相トレーサ)，TFEA，IPA(二相トレーサ）【採取】トレーサ出現状況
による(生産井10本程度を想定)〇涵養井と生産井（および温泉）との繋がりを検討する。
〇貯留層モデルアップデートの基礎資料とする。
〇干渉や涵養計画設計について検討する。
〇貯留層内の流動形態の解明に資する。

弾性波モニタリング(坑内モニタリン
グ含む)
・本プロジェクトで実施

連続測定〇涵養による影響をモニタリングすることにより，涵養
に伴う圧力伝搬や涵養水の流動経路の把握等地熱貯留層の挙動を詳細に検討する。
〇奥会津地熱地域で発生する微小地震を観測し，地下で起こっている現象について総合的に分析する。

涵養井にて連続観測
坑内圧力・温度・本プロジェクトで実施
坑内

モニタリング項目とその詳細(2)検層(Well-5，8)
・本プロジェクトで実施

涵養前，2坑井で計測
涵養後，2回/年で計測〇涵養による坑内水位(貯留層圧力)の変化を精度良く把握し，悪影響等の検討のため涵養中の貯留層挙動を把握する。
〇透水性の変化等を把握し，シミュレーションモデル向上・キャリブレーションやショートサーキット等の検討
材料とする。
〇涵養開始前のバックグランドを把握する。
〇涵養開始後の坑内状況変化を詳細に把握する。

◎は効果的であることを示す。

81

全体

断層H

断層F

断層I
北西部

◎

◎

◎

◎

◎

◎

４. 環境影響調査
環境影響調査として有感地震観測および温泉影響調査を行うこととし，その計画を以下のような考えに基づいて検討した。

４.１ 有感地震(1) 観測点の立地・震度計の設置
気象庁 HP に公表されている震度計の設置場所・設置方法に関する指針を全て満たす
場所を見つけられなかったため，震度計のメーカーや本研究プロジェクトの他受託業者に相談して決定した。

(2) 震度計の仕様
東西，南北，上下の 3 方向の加速度・速度を測定し，その値に基づいて計測震度を計算できる震度計を使用した。Ⅰ-1-2-2 章 4 項では，ミリ秒単位で時刻を計測できる GPS
時計等と連動させることとなっているが，本研究プロジェクトの場合は，震度の計測のみを目的として，震度計に内蔵されている時計をそのまま使用することとした。
また，現地への据え付け前に，気象庁の検定を取得した。

(3) 観測態勢
震度計は 24 時間連続稼働とした。上記(1)で決定した設置箇所が，観測担当者が容易にアクセスできる場所であったため，有感地震の検知を自動通報するシステムは省略し，観測担当者が速やかにデータを確認する態勢とした。

４.２ 温泉変動調査(1) 調査期間
従来から実施している温泉変動調査を継続した。これによって，気象や河川水位の変動に対して源泉がどのようなレスポンスを示すか，また，生産井・還元井のイベント(蒸気生産・熱水還元の開始・停止や大幅な流量変更)や，新規掘削・改修工事の影響が現れ
るか，改めて監視する。涵養注水実施中も，定期的な調査を継続した。

82

(2) 調査地点の選定
柳津西山地熱地域の生産・還元域の北～北東に位置する西山温泉帯水層（源泉 9 箇所）を対象とする。これ以外にも自然湧出している箇所があるが，河川 5 等の川底や積雪期にアクセスできない箇所であり，定期調査や連続観測は不可能である。
モニタリング機器の設置箇所・サンプル採取箇所については，原則として従来の温泉変動調査の箇所を継続して使用した。新たに機器を常設する場合は，各源泉所有者に迷惑がかからない範囲で，気象や人為的操作の影響をなるべく受けない箇所とした。各源
泉所有者に調査の趣旨を説明してご理解戴いた上で，設置個所の協議を行った。

(3) 調査項目
・ 各源泉の湧出量，泉温，化学成分濃度。成分分析項目は下記の通りである。
陽イオン … Na，K，Ca，Al，Mg，Fe
陰イオン … Cl，SO4，HCO3
遊離成分 … H2SiO3，HBO2，HAsO2
その他 … 水素イオン濃度(pH)，総水銀，電気伝導度，溶存酸素濃度
・ 生産井の蒸気・熱水流量，還元井の熱水還元流量。
・ 坑井掘削・改修工事を施工した場合は，その逸水・逸泥量。
・ 気象庁金山観測点（福島県大沼郡金山町大字中川字沖根原）の気温・降水量。
・ 河川 5 の河川水位。

(4) 調査頻度
泉温については，小型で十分な性能を有する温度計が複数のメーカーから市販されているため，これを用いて 1 時間毎（温度計の測定間隔の最長が 1 時間の製品が多いため）で測定した。泉温以外の項目については，従来の温泉変動調査を踏襲した。
化学成分については，従来の温泉変動調査と同様，サンプルを専門の分析機関に送付して分析を依頼した。但し，湧出量，泉温，電気伝導度，pH に涵養注水の再湧出と疑われる変化が現れた場合は，速やかにサンプルを採取して，分析を実施する取り決めとした。

83

II－１－２－３ 立地・法令調査
１. 水利権奥会津地熱㈱が福島県から許可を頂いている河川法による既存の水利権（0.0284m3/s）については用途が定められているため，それとは別に涵養試験用として，最大 0.0277 m3/s
を河川 5 から取水することとした。
平成 26 年 12 月 22 日に国土交通省北陸地方整備局河川事務所へ水利使用（変更）と河川区域外に取水ポンプ増設の承認を頂く為，「河川法第 23 条の許可（変更）及び水利使用規則（平成 20 年 8 月 7 日付け福島県指令河第 1097 号）第 9 条の承認申請」を提出し，平成 27 年 4 月 22 日に許可及び承認を頂いた。

(1) 申請についての協議
平成 23 年 11 月 15 日に既存の水利権許可を頂いている福島県河川計画課に相談し，
平成 24 年 6 月 14 日か河川事務所と協議を開始した。水利の使用目的，最大取水量 0.0561
m3/s から特定水利使用となり取水量が 1 日につき最大 2,500 m3 以上の鉱工業用水道水（工業用水）に該当することと，既得の水利権（0.0284 m3/s）は準特定水利使用となるとの先方からのご意見があった。必要取水量に対して出力見通しがいくらになるか明確に回答することは不可能と判断し，本申請ではなく試験取水という申請方法を選択することとした。これは更新を認めない水利権であり，10 年を超えない範囲の期限ということで 8 年間での試験取水申請とした。試験取水期間中に本申請へ向けた必要取水量を見極める考えである。

(2) 申請資料の作成
第Ⅱ-1-2-3-1 表に示す「水利使用（変更）申請の添付図書目録」が許可申請書に添付する資料となるが，「4.河川の流量と申請に係る取水量及び関係河川使用者の取水量との関係を明らかにする計算」は測水所や水位観測局のデータを入手するとともに，1 年間の流量を実測（平成 26 年度に実施）し正常流量を求める為，時間を要する資料である。渇水流量から関係河川使用者最大取水量，本件取水の変更取水量（0.0561 m3/s）を差し引いても，正常流量を確保できることを記載した。

84

第Ⅱ-1-2-3-1 表

水利使用（変更）申請の添付図書

水利使用（変更）申請の添付図書

目録

目録
ページ

１

変更の趣旨及び理由を記載した書面 ············································· 9２水利使用に係る事業計画の概要 ················································ 10（1）柳津西山地熱発電所の蒸気設備用水に関する事業計画 ························· 10（2）涵養試験用水に関する事業計画 ············································· 11３使用水量の算出の根拠 ························································ 25

４河川の流量と申請に係る取水量及び関係河川使用者の取水量との関係を明らかにする計算（別冊

５

維持流量調査書） ···································· 34

水利使用による影響で次に掲げる事項に関するもの及びその対策 ·················· 47（1）治水 ····································································· 47（2）関係河川使用者の河川使用 ················································· 47（3）竹木の流送又は舟若しくはいかだの通航 ····································· 47（4）漁業 ····································································· 47（5）史跡、名勝及び天然記念物 ················································· 47

６

工作物の新築、改築又は除却を伴う水利使用の許可の申請にあっては、工事計画に係る次に掲げる図書（工事計画の概要を記載した図書） ················ 48（1）計算書（工作物に関する水理計算書） ······································· 48（2）付表（水位・流量表、工程表） ············································· 58（3）丈量図および公図 ························································· 59（4）工事費概算書及び資金計画の概要 ··········································· 61(5）その他工事計画に関し参考となるべき事項を記載した図書（工事の実施方法、順序、仮設計画） ········································ 61

７

同意書 ······································································ 63

８ 河川管理者以外の者がその権原に基づき管理する土地、施設若しくは工作物の使用又は改築若しくは除却について申請者が権原を有すること又は権原を取得する見込みが十分であることを示す書面 ··························· 75
９他の行政庁の許可、認可その他の処分を受けていることを示す書面又は受ける見込みに関する書面 ···················································· 82

１０その他参考となるべき事項を記載した図書 ···································· 83（1）事業計画に関する事業説明資料 ············································· 83「平成 26 年 12 月 8 日 取 締役会議事録」 ····································· 83「地熱発電技術に関する委託研究 研究課題【地熱貯留層評価・管理技術】
平成 26 基本実施計画書 抜 粋」··············································· 86「ＮＥＷＳ ＲＥＬＥＡＳＥ

独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構（ＪＯＧＭＥＣ）」······················································ 89「平成 25 年度-平成 29 年 度地熱発電技術に関する委託研究「地熱貯留層評価・管理技術」に係る基本協定」··········································· 91「平成 24 年度 石油開発の 技術評価・技術開発の参考とするための地熱開発に関する現況調査報告書 抜粋」············································· 103（2）取水量の管理、記録の方法等に関する説明書 ································· 111（3）既存の許可証及び水利使用規則············································· 132（4）至近 5 ヶ年の毎 日の取水量記録表（最大取水量を取水しない年がある場合は当該理由書）·························· 137（5）水利使用に係る施設の現況写真············································· 140
１１

添付図面·································································· 144

１２

参考図面·································································· 144

85

(3) 許可及び承認後の運用
許可申請書提出からの標準処理時間としては地方整備局長の権限に係る水利使用に関する処分だと 5 ヶ月を要するとの河川事務所からの意見があったが実績は 4 ヶ月での許可及び承認となった。許可及び承認後の平成 27 年 6 月 2 日に取水設備の完成検査が実施され，検査合格し翌日から使用開始。年間の取水量と河川水位の報告を翌年 1 月に提出し，年に 1 回は許可工作物の立入検査が実施される。

２. 地元説明研究開発を実施する場所は奥会津地熱㈱のフィールド内であり，立地町村である柳津町
及び周辺の 4 地区，近隣の西山温泉組合に実施内容を説明した。
平成 25 年 10 月 11 日に(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構と受託業者 3 者による基本協定締結後，10 月 15 日に柳津町，10 月 24 日～11 月 1 日に 4 地区及び西山温泉組合で説明会を開催した。
内容としては(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構と受託 3 者が説明者となり，自己紹介，地熱貯留層評価・管理技術のイメージ，受託期間 5 年間の実施内容及びスケジュール，実施体制等を説明した。
平成 26 年～平成 29 年度も同対象者に対し説明会を実施し内容は次のとおりである。
・ 平成 26 年 6 月 10, 11, 17, 18 日：平成 25 年度実績報告および平成 26 年度計画説明
・ 平成 27 年 5 月 18, 22, 29 日, 6 月 2 日：平成 26 年度実績報告および平成 27 年度計画
説明・ 平成 28 年 5 月 19, 20, 23, 24 日：平成 27 年度実績報告および平成 28 年度計画説明
・ 平成 29 年 5 月 16, 17, 18 日：平成 28 年度実績報告および平成 29 年度計画説明（一部の地区は不要の連絡があり，実施なし）

説明会では取水量に対する河川流量の不安，注水やモニタリングの手法に関するもの，
地震への不安や解析結果に対するもの，研究結果が良好であれば出力増を期待するもの等，
様々な意見や質問があったが，研究開発自体を否定する意見はなく，特に不安視している
地震については地震計を増加しモニタリング強化することを説明した。

86

３. 許認可(1) 河川法第 23 条の許可（変更）及び水利使用規則（平成 20 年 8 月 7 日付け福島県指令河第 1097 号）第 9 条の許可及び承認
1. 水利権の項目に記載のとおり，北陸地方整備局長から許可及び承認を頂いた。申請書に添付となった水利権者，柳津町，電力会社，漁業協同組合の同意書も許認可として頂戴した。

(2) 砂防指定地内行為許可
新築する取水ポンプ室を設置する場所が砂防指定地内に該当する為，平成 26 年 12 月
22 日に福島県（会津若松建設事務所）へ水利使用（変更）申請と同じ添付書類を添えて砂防指定地内行為許可申請書を提出し，許可を平成 27 年 1 月 5 日に頂いた。
また，新築する取水ポンプ室は民間地で 3 つの地番に跨り，以前から奥会津地熱㈱が土地使用について賃貸借契約を締結しているが，内 1 つは賃貸借契約の面積が増える為，契約を変更し土地使用同意書を頂いた。

(3) 温泉掘削許可
涵養井 14JN-R1 を掘削するにあたり，温泉法に該当する為，平成 26 年 6 月 18 日に
福島県（会津保健所）へ温泉掘削許可申請書を提出し，平成 26 年 7 月 10 日に温泉審議会を経て，平成 26 年 7 月 14 日に温泉法（昭和 23 年法律第 125 号）第 3 条第 1 項の規定への許可及び許可指令書を頂いた。
申請書には土地同意書の添付が必要であり，坑口は奥会津地熱㈱の所有地である為，不要だが，坑跡は地上に国有林がある為，会津森林管理署から国有林地下の掘削同意書を頂いた。
申請地点を中心に半径 1 ㎞以内に温泉準保護地域がある場合は源泉の所有者又は管理者等からの同意書の添付も必要である。西山温泉（6 件）と砂子原共同温泉が当地域に該当し，未該当である近隣温泉が荒湯を含め 4 件存在する。
全ての温泉から申請地点（坑口と坑底）までの距離を計測したところ，いずれも 1km以上あり，同意書は基本不要であるが，奥会津地熱㈱では過去の掘削でも距離に関わらず，近隣温泉の所有者に同意書を頂いて掘削している為，西山温泉，砂子原共同温泉，
荒湯の各源泉所有者から同意書を頂いた。

87

尚，平成 26 年 12 月に環境省の「温泉資源の保護に関するガイドライン」が改正され，
平成 27 年 9 月 1 日より施行の福島県温泉行政要項の一部改正で，温泉をゆう出させる
目的のない土地の掘削については，温泉掘削許可が不要となった。

(4) 土地掘削計画書
平成 29 年度に涵養井 14JN-R1 をサイドトラックするにあたり，「温泉掘削許可」の項目で記載のとおり，平成 27 年 9 月 1 日より温泉掘削許可が不要であることから福島
県（会津保健所）へその他の申請の有無を確認し土地掘削計画書を提出することを確認した。
同意書添付は不要であるが，温泉掘削許可申請同様に近隣温泉から同意書を頂いた。

(5) 道路占用申請
平成 26 年度及び平成 27 年度に取水場から涵養井までの送水パイプ敷設工事と取水場から奥会津地熱㈱事務所間の通信に使用する光ケーブル敷設を実施した。送水パイプについては町道と林道の側溝内や擁壁に敷設し，光ケーブルについては町道の上空を横過する為，柳津町へ道路占用許可申請書を提出した。
町道，林道の路線毎に許可する為，許可内容は次の通りである。

① 涵養注水試験の為の送水パイプ敷設
林道猿倉岳線：（申請日）平成 26 年 11 月 20 日，（許可日）平成 26 年 12 月 2 日
町道黒沢神ノ湯線：（申請日）平成 26 年 11 月 28 日，（許可日）平成 26 年 12 月 9 日
町道砂子原五畳敷線：（申請日）平成 27 年 3 月 11 日，（許可日）平成 27 年 3 月 25 日

② 光ケーブル架設
町道砂子原五畳敷線：（申請日）平成 27 年 3 月 17 日，（許可日）平成 27 年 4 月 1 日

88II－２ 調査・設計
II－２－１ 調査・検討
II－２－１－１ 既往調査
柳津西山地熱地域では，地熱開発促進調査「奥会津地域」が実施されている。また，地
熱デベロッパー（奥会津地熱㈱）による各種調査データや操業データなどが蓄積されている。
奥会津地熱㈱では過去より同地熱地域の地熱情報（地下情報）を地熱データベースシス
テム（G★Base）に構築している。同データベースではⅠ-2-1-1 章 1 項(4)で示したデータを取り扱うことが可能である。
G★Base は，RDBMS（リレーショナル・データベース・マネージメント・システム）に Postgre SQL または ORACLE を使用し，SQL 言語を通してデータ入力や検索・表示を行う機能（GUI）から成っている。第Ⅱ-2-1-1-1 図に奥会津地熱㈱が構築しているデー
タベースシステム G★Base の基本的な構造を示す。

G★Base検索(BaseMap)

G★Base入力

G★Base検索（３D）

SQL*NetPostgre SQL
OracleDBMS

G★Base検索（地化学)

G★BaseWeb検索（G★Surf)

データ構造

第Ⅱ-2-1-1-1 図

地熱データベースシステム G★Base の構造(1) 共用データベース
本プロジェクトは，地熱技術開発㈱，奥会津地熱㈱，(国研)産業技術総合研究所の共同研究となっている。研究においては，既往調査情報に加え，新たに取得される情報を
地熱データベースに登録し，これを共有している。共用データベースはインターネット

89

を通して各関係者がアクセス出来る様に構築されているが，以下の情報が登録されている。
① 地形
・ 標高，道路，河川② 坑井情報・ 坑口位置および坑跡
・ 地質柱状図・ ケーシングプログラム・ 逸泥，フィードポイント
・ 検層（温度，圧力，スピンナ 他）
・ 生産還元情報・ 生産・還元履歴（発電所運転開始以降）
・ 地化学モニタデータ（発電所運転開始以降）③ 物理探査データ
・ 比抵抗分布・ 重力異常分布・ その他④ 断裂系分布・ 流体流動を規制する主要な断裂系⑤ 微小地震分布
・ 微小地震常時観測結果

これら情報については，本研究において共有用のデータベースサーバーを設置し，が構築した既存のデータベースから，研究に有用と考えられるデータを抽出したものを移行した。
共有用データベースサーバーは LINUX で稼働し，RDBMS（リレーショナル・デー
タベース・マネージメント・システム）として PostgreSQL を採用した。またサーバは地熱技術開発㈱内に設置した。
また，日々の涵養試験で得られる情報を関係する研究員がインターネットを介して簡便にアクセスできるよう，簡易検索・表示システムを構築した。同検索・表示システム

90では以下のデータを閲覧できる。
① 各生産井の生産履歴
坑口圧，二相配管圧，蒸気流量，熱水流量，合計流量，過熱度，pH，EC，濁度をグラフで確認し，データをダウンロード可能。
② 涵養井の注水履歴
注水流量をグラフで確認し，データをダウンロード可能③ 微小地震データ
微小地震分布を 3 次元表示で確認し，データを確認可能

第Ⅱ-2-1-1-2 図に表示例を示す。
本簡易検索ツールは，インターネットに接続された Windows パソコンから，インタ
ネットエクスプローラ（バージョン 10 以降）を用いてアクセスする。アクセスの際は，研究員毎に登録した ID とパスワードを用いてログインする必要がある。

，
第Ⅱ-2-1-1-2 図 共用データベースの簡易検索ツールの利用例

91II－２－１－２ 地質調査
１. 地質断裂系
１.１ 地質層序の整理
会津盆地の南西山地に位置する宮下地域の地質層序は，山元･駒澤(2004)により整理されており，基礎的な地質情報が網羅されている。一方，貯留層評価・管理技術の実証試験地域にあたる柳津西山地熱地域では，柳津西山地熱発電所の運転開始に至る地熱資源の探査・開発の過程で 40 本以上の坑井が掘削されており，関・安達(1997)により，坑井地質試料に基づく層序と変質に関する概括的な知見がまとめられている。関・安達(1997)の地下構造モデルが提唱されて以降，柳津西山地熱地域ではこのモデルに基づいて開発が進められており，地下構造との整合的なデータが得られている。このことは，関・安達(1997)の
地質区分のコンセプトが，本地域の地質を的確に反映していることを示唆している。本プ
ロジェクトでは，関・安達(1997)のコンセプトを参照し，同論文の公表後に掘削された坑井の地質情報を追加し，地質モデルの更新を試みた。第Ⅱ-2-1-2-1-1 表に本プロジェクトで使用した層序区分と各地層の特徴について整理した。このコンセプトに従って坑井地質
層序の見直しを行い，再構築した地質データを参照して，地下の地質モデルを更新する。

第Ⅱ-2-1-2-1-1 表
層序区分
(層厚)
ｇ層

(400m+)

ｆ層(～360m+)ｅ層(450m)

ｄ層(200m～500m)

ｃ層

本プロジェクトで使用した層序区分と各地層の特徴
分布 / 特徴

主要岩相◼ 流紋岩質溶岩及び火砕岩◼ 陸成層◼ 砂岩,泥岩◼ 基底礫岩を伴い,下位層準を不整合に覆う。

現在の熱水活動に起因する変質◼ スメクタイトが卓越◼ 更新世のカルデラ形成期の火成活動に伴う火砕流堆積物,溶岩,湖沼堆積物から成る。

形成時期 / 年代◼中期更新世するが,断層付近には 0.29±0.06Ma(F.T.)
カオリナイトが出現 0.28±0.03Ma(K-Ar)する。

◼ デイサイト質凝灰岩～凝◼ 本地域内では,下位層準との関係は不明。

灰角礫岩
◼ 泥岩

◼ 後期中新世のカルデラ形成期の火成活動に伴う◼後期中新世するが,断層付近では 7.1±1.0Ma(F.T.)
火砕流堆積物,湖沼堆積物から成る。
カオリナイトやセリ◼ 後カルデラ期の安山岩･流紋岩質の貫入岩を伴う。 サイトが出現する。

◼ 流紋岩質火山礫凝灰岩◼ 海成層◼中期～後期中新世◼ 凝灰質砂岩◼ 下位のｄ層下部層を整合に覆い,同層上部層とは有孔虫化石による生層序対比◼ スメクタイトが卓越

一部指交関係にある。
◼ 本地域では坑井でのみ確認。
◼ 流紋岩質凝灰岩～凝灰角

礫岩

◼ 海成層

◼ 断層付近ではカオリ◼ 下位のｂ層と比較して,変質の程度が顕著に低い。

◼前期～中期中新世

ナイトが出現する。

◼ 本地域では坑井でのみ確認。
◼ 泥岩

◼ 海成層

◼前期～中期中新世◼ 泥質岩-凝灰岩互層◼ 下位のｂ層を整合に覆う。

有孔虫化石による生層序対比◼ ｄ層下部に発達する泥質岩卓越層。

(数m～300m+)◼ 調査地域内での連続性は良いが層厚変化が激し

く,地域西部ほど厚く発達する。
◼ 流紋岩～デイサイト質火砕岩及び同質溶岩◼ 海成層◼ 熱水変質による白色化・珪化変質が認められる。
が残存している事が多い。
◼ 地熱流体貯留部周辺◼ 岩相の類似性から,ｄ下部までを含めて,一連の地
ではカオリナイトを層として扱われる場合がある。
産出する。
◼ 本地域では坑井でのみ確認。
◼ 二次堆積性の火砕岩を主体としており,堆積構造

ｂ層(900m～1,300m)◼ (上部) 変質安山岩溶岩～ａ層(500m+)◼前期中新世末期◼ 下位のａ層を整合に覆う。

◼ 上部層は海進初期に相当する。
凝灰岩◼ 本地域では坑井(標高-1,200m以深)でのみ確認。
◼ (下部) 粗粒砂岩,流紋岩質
火山礫凝灰岩92◼前期中新世１.２ 主要断裂構造の（抽出・）整理
本地域では，地表の確認断層として，調査地域南西部に系の断層 A が位置する。また，
北西～中央部には調査地域北方から連続する断層 B が更新世のカルデラの直下に伏在していると推定されている。発電所周辺では，40 本以上の坑井の逸水情報から多数の伏在断層の存在が指摘されており，断層 C～F の NW-SE 系の断層が推定されている。このうち，主要な生産ゾーンとして考えられているものは，断層 F～I である。
坑井地質データに着目すると，地域北東部と中央部で地層境界の出現深度に差異が認められる。すなわち，地域北東部に位置する Well16 や Well27 など（L サイト周辺）では e
層が 150m 程度の層厚をもって出現するが，これらの坑井から約 350m 南西側に位置する
Well21 など（G サイト周辺）では e 層は出現せず，また，下位層準の出現深度が Well16
や Well27 と比較して数 100m 浅くなっている。本地域では，新第三系の地層は地表に露出していないが，各坑井における地層境界の出現深度や地表で取得された走向傾斜データの傾向から，地下の新第三系の大局的な走向傾斜は地表で確認できる地層のそれと大きく変わらない事が推測できる。これらの事から，L サイトと G サイトの間に，数 100m の地層のギャップを形成する構造として，未知の断層構造の存在を推定することができる。
本プロジェクトでは，2 回にわたってトレーサ試験を実施しており，それぞれ注入井（流出点）は異なるものの，既知の推定断層を横切るようにトレーサ回帰率の高い領域が分布している事が分かった。このことは，トレーサ（流体）の流動経路として，NE-SW 系の未知の断裂構造が存在する可能性を示唆している。
以上の事から，本プロジェクトでは，坑井で確認されている地層境界深度や逸水情報，
トレーサ回帰率の分布等を考慮して，既存の地質モデルに 2 本の断層を追加した。推定断層 1 は Well 3 及び Well 12 を通過する NE-SW 走向の断層，推定断層 2 は L サイトと G
サイトの間を通る NW-SE 走向の断層である。

１.３ 地質構造モデルの更新
本プロジェクトでは，地質構造モデルとして，涵養井 14JN-R1 を中心として本地域に卓越する NW-SE 系断層群を横切る断面（A-A’断面：第Ⅱ-2-1-2-1-1 図）とそれに直交する断面（B-B’断面：第Ⅱ-2-1-2-1-2 図）の 2 断面を作成した。
A-A’断面に着目すると，g 層より下位の新第三系は，坑井間の地層境界の出現深度から，

93

北東側に傾斜していると考えられる。逸水情報から推定される断層のうち，断層 H 及び断層 D は，断層面の地表方向への延長がリニアメント状の構造の位置と良く一致する事から，
地表浅部まで到達している可能性が考えられる。推定断層 2 は既往モデルでは認識されていなかったが，隣接する坑井間（Well 16 及び Well 21）で地層境界の出現深度が数 100m
異なること，Well 16 よりも南西側で e 層が出現しないことから，今回新たに推定した。
B-B’断面に着目すると，坑井地質データから推定される c 層は，南東部に比べて北西部
で厚く堆積していると推測できる。c 層は本地域における鍵層として重要な役割を持つが，断面中央付近に投影した坑井の一部では c 層及び d 層に相当する岩相が確認されていない。
しかしながら，①観察の対象とした岩石がカッティングスである事，②c 層自体が岩相・層厚のバリエーションに富んでいる事，③c 層と d 層が漸移関係にあり，その岩相境界は不鮮明である事等を鑑み，本断面では南東部から北西部にかけて地層が連続しているものとして表現した。

第Ⅱ-2-1-2-1-1 図

地質構造モデル（A-A’断面）

94

第Ⅱ-2-1-2-1-2 図

地質構造モデル（B-B’断面）

１.４ 地質構造モデルと比抵抗構造の比較
第Ⅱ-2-1-2-1-3 図に A-A’断面における MT 法 1 次元解析断面との比較図，第Ⅱ-2-1-2-1-4
図に A-A’断面における MT 法 3 次元解析との比較図，第Ⅱ-2-1-2-1-5 図に B-B’断面における MT 法 1 次元解析断面との比較図，第Ⅱ-2-1-2-1-6 図に B-B’断面における MT 法 3 次元解析との比較図をそれぞれ示す。
浅部の構造に感度を持つとされる MT 法 1 次元解析断面と比較すると，浅部の高比抵抗域（100Ω･m 程度）の形状は g 層・f 層の分布と調和的である（第Ⅱ-2-1-2-1-3 図）。B-B’
断面では，c 層が厚く分布する北西側に低比抵抗域が分布する様子が表現されており，両者で調和的な結果が得られている（第Ⅱ-2-1-2-1-5 図）。
MT 法 3 次元解析断面との比較（第Ⅱ-2-1-2-1-4 図）では，標高-500～0m において Well
16 と Well 21 の間に比抵抗コントラストが表現されており，推定断層 2 の存在を示唆するものと考えられる。浅部の低比抵抗域（10Ω･m 以下）の分布は粘土化変質を示唆するものと考えられ，特に A-A’断面北東側ではカオリナイトの出現深度の下面境界と比較的良く一致する。標高-500m 以深の比抵抗構造と地質の対比は，類似した岩相（新第三紀前期～
中期中新世 b 層の酸性火砕岩類）が厚く堆積しているため一概に議論することはできない95

が，例えば，断層 H の分布は 10Ω･m 程度の低比抵抗分布と一致しており，熱水流動域として機能している可能性が考えられる。また，推定断層 2 の深部（標高-1,000～-1,500m
付近）には 200Ω･m 程度の高比抵抗域が分布している。
この高比抵抗域を通過する Well 16の坑井地質データに着目すると，掘削深度 1,500m 近辺から珪化岩の産出が確認されており，母岩の珪化変質に起因する比抵抗構造と推測される。

第Ⅱ-2-1-2-1-3 図

地質断面と MT 法１次元解析断面の比較図（A-A’断面）

96

第Ⅱ-2-1-2-1-4 図

地質断面と MT 法３次元解析断面の比較図（A-A’断面）

第Ⅱ-2-1-2-1-5 図

地質断面と MT 法１次元解析断面の比較図（B-B’断面）

97

第Ⅱ-2-1-2-1-6 図

地質断面と MT 法３次元解析断面の比較図（B-B’断面）

２. 電磁探査２.１ MT 法電磁探査(1) MT 法の概要
MT 法（Magnetotelluric method）の信号源は，太陽の黒点活動や雷放電などにより発生する自然電磁場である。地球は電気的導体と考えられるため，この電磁場の変動に伴って，大地には電磁気的性質に従った電磁誘導現象が起こり，一部が地下比抵抗構造の影響を受けて地表面で観測される（第Ⅱ-2-1-2-2-1 図）。MT 法は，この変動する電磁場と誘導起電力を測定し解析することで，大地の電気的性質を明らかにするものである。
自然電磁場は，あらゆる周波数の信号が混在している。周波数が高い信号は浅部の情報を含んでおり，周波数が低い信号は深部の情報を含んでいるため，周波数毎に解析することによって浅部から深部までの地下比抵抗構造を明らかにすることができる。MT
法は，10-3～10Hz 程度の極めて低い周波数帯域を対象としており，他の電磁法と比べ，数千 m 以上の深い探査深度が得られるのが特徴である。
MT 法によって得られる比抵抗構造は，地下の岩石の状態を反映する。例えば孔隙率とそこに含まれる地下流体の関係によって，比抵抗値は大きく変化する。そのため，比98抵抗構造を求める調査は地質構造中の地熱流体の存在の検出に有効とされる（日本地熱学会 IGA 専門部会, 2008）。
第Ⅱ-2-1-2-2-2 図及び第Ⅱ-2-1-2-2-3 図に，MT 法により得られた地熱貯留層の比抵抗モデルの例を示す。第Ⅱ-2-1-2-2-2 図は大霧地熱地域の調査結果（高倉, 2014）であり，
第Ⅱ-2-1-2-2-3 図は木地山・下の岱地域の調査結果（経済産業省, 2012）である。両地域
とも浅部低比抵抗域の下部が地熱貯留層として開発されている。熱水上昇域（地熱貯留層）の上部に粘土鉱物が沈殿（変質域）し，キャップロックとして機能する様になるとされているが，地熱地域で MT 法を実施した場合，このキャップロックが貯留層の上部に形成される浅部低比抵抗域として観測される例が多い。

第Ⅱ-2-1-2-2-1 図99

MT 法の原理

第Ⅱ-2-1-2-2-2 図 地熱貯留層と比抵抗分布の例(大霧地域)（高倉, 2014）

第Ⅱ-2-1-2-2-3 図 地熱貯留層と比抵抗分布の例(木地山・下の岱地域)（経済産業省, 2012）100

(2) 探査装置
本調査で使用した MT 法の装置仕様を第Ⅱ-2-1-2-2-2 表に，システム概念図を第Ⅱ-2-1-2-2-4 図に示す。
本調査では，データ記録装置として Metronix 社製の ADU07e を使用した。ADU07e
は，磁場センサー及び電極で取得された磁場及び電場信号を一定の周期で記録し，一括して USB フラッシュメモリに保存するものである。ADU07e は時刻管理に GPS 機能を採用しており，記録されるデータは GPS 時刻で管理保存される。
磁場センサーは，Metronix 社製のインダクション型コイルを用いた。水平 2 成分の磁場センサーに 0.00025～10,000Hz の周波数帯域を測定可能な MFS-06e 磁場センサー
を用い，鉛直成分の磁場センサーに 0.001～50,000Hz の周波数帯域を測定可能な
MFS-07e 磁場センサーを用いた。電極は，WOLF VEGYI Kft 社製の Pb-PbCl2 非分極電極を用いた。

101

第Ⅱ-2-1-2-2-2 表

装 置
データ収録装置 名称

6ch

A/D

24 bitダイナミックレンジ> 130dB

GPS時刻精度±30ns(長周期用)

2,048Hz(短周期用)

524,288Hz

記憶媒体

内部メモリー及びUSBメモリー

電源
消費電力

12V 外部バッテリー(長周期用)～ 10Ｗ(短周期用)～ 20Ｗ

外装

防水ポリカーボネートケース

サイズ (W・L・H、Wt)

400 x 330 x 170 mm、7.1 kg

タイプ
名称

インダクション型コイル

周波数帯域
感度

電場センサー

仕様
ADU07e (metronix社製)

チャンネル数

最大サンプリング周波数

磁場センサー

MT 法装置仕様(水平用)

MFS-06e (metronix社製)(鉛直用)

MFS-07e (metronix社製)(水平用)

0.00025Hz～10,000Hz(鉛直用)

0.001Hz～50,000Hz(水平用)

0.2V/nT (f<4Hz),0.8V/nT (f>4Hz)(鉛直用)

0.02V/nT (f<32Hz),0.64V/nT (f>32Hz)

消費電力

3.75W

外装
サイズ

防水ケース
(水平用)

L：1140mm、φ：75mm、8.0 kg(鉛直用)

L： 700mm、φ：75mm、5.5 kg

メーカー

WOLF VEGYI Kft. 社製

タイプ

Pb-PbCl2 非分極電極

サイズ
電線サイズ

90 x 80mm, 約1kg
L： 50～150m、φ： 10mm程度

102

測定器(ADU07e)

無人計測状況
リモート

測点
50km 以上
Hz

50m 程度

50m
程度

MFS-06e

電 極(Ex+，Ex-，Ey+，Ey-)

MFS-07e

磁場センサー（インダクション型コイル;
Hx，Hy，Hz）

第Ⅱ-2-1-2-2-4 図MT 法システム概念図103

(3) 現地調査
MT 法では，ノイズ源の存在箇所や設置困難な場所での測定を回避するため，事前踏査を行い測点の詳細な位置を決定する。第Ⅱ-2-1-2-2-5 図に現踏査例を示す。各測点において，調査精度の向上及び環境負荷の軽減に配慮し，以下の点に留意しながら機器の配置計画を検討した。
・ 樹木が密集していないこと（樹木がセンサーを揺らしてノイズとなるため）
・ 直交する 2 方向の高低差を可能な限り少なく，長い距離が確保できる場所に電極を設置すること（機器のセットを容易にし，測定誤差を軽減させるため）・ 深さ 0.3m，長さ 1.5m で埋設できる場所に磁場センサーを設置すること（固定して正確な測定を行うため及び温度変化の影響を排除するため）・ 電極，磁場センサー等を極力離して設置すること（お互いに干渉してノイズ源になるため）・ 下草が少ないこと（刈払いを極力減らし，環境負荷を軽減するため）

左）調査位置の選定作業例

右）機器設置箇所例

第Ⅱ-2-1-2-2-5 図

104

現地踏査例

(4) 機器の設置
各測点において電場 2 成分（Ex，Ey），磁場 3 成分（Hx，Hy，Hz）のデータ取得を行った。
電極は地面からの電流をより多く集めるために深さ 20cm 程度に埋設した。また，接地抵抗を下げ，電極と地面との電位差を緩衝させるために，水を掛けたベントナイトに下面を押し付ける形で湿潤状態にして電極を設置した（第Ⅱ-2-1-2-2-6 図）。埋設した電極から測定器までは，獣害対策を施したケーブルで接続し，ケーブルはその揺れがノイズとなるため，地面に這う様に敷設した。笹薮など下草が密集している場所では，人が通れる範囲で下草を刈った。
磁場センサーは水平方向及び鉛直方向に設置した。水平磁場センサーは，電場 Ex，
Ey と直交した方位になる様にコンパスを用いて方位を定め，水準器で水平に埋設した（第Ⅱ-2-1-2-2-7 図）。外気の温度変化や風などによる振動の影響を抑えるために，深さ30cm の穴に埋設した。鉛直磁場センサーは，深さ 70cm 程度の穴を掘り，水準器で鉛直に埋設した。
埋設に伴う掘削は最小限に留めた。ノイズ混入を避けるために，磁場センサーはロガーから 10m 以上離し，その延長線上に測定機器類が入らない様にした。なお，測定終了
後は全ての使用機器を撤去し，磁場センサーと電極を埋設した穴は埋め戻して原状復帰した。

第Ⅱ-2-1-2-2-6 図

105電極の設置例

第Ⅱ-2-1-2-2-7 図 磁場センサーの設置例(5) 測定計測器は GPS 時刻に基づき ADU07e により同期を行った上で，測定開始時間を指定
し，無人状態でデータ取得を行う様に設定した（第Ⅱ-2-1-2-2-8 図）。なお，本調査では測定周波数帯域 1,000Hz～0.001Hz のデータ取得を行った（第Ⅱ-2-1-2-2-3 表）。
取得したデータについては，現地において簡易的なデータ処理を行い，見掛比抵抗及び位相の再現性及び連続性を確認することによって，データの品質に係わる取得の状況
やノイズの影響等を確認した。また，取得データはバックアップを取り，東京本社へ送付した。東京本社では，現地作業と同時並行で処理を行い，次のような品質管理を実施した。
① 時系列データの目視による確認② コヒーレンシー閾値による確認③ リファレンス処理によるノイズ除去④ 見掛比抵抗曲線及び位相の連続性及びエラーバーの確認

以上の工程を通して，低品質と判断されたデータに関しては再測定の実施等について検討し，データ品質の向上に努めた。

106

第Ⅱ-2-1-2-2-3 表 調査仕様
仕 様

実 績

30 測点

40 測点

(新規 20 点，再測 10 点)(新規 20 点，再測 10 点,予備点 10 点)

水平電場 2 成分(Ex,Ey)
水平磁場 2 成分(Hx,Hy)
鉛直磁場 1 成分(Hz)水平電場 2 成分(Ex,Ey)
水平磁場 2 成分(Hx,Hy)
鉛直磁場 1 成分(Hz)測定周波数帯域

700Hz～0.001Hz

1,000Hz～0.001Hz

測定時間

20 時間以上 (2 晩)

20 時間以上 (2 晩)-8,192Hz(50 分)
1,024Hz(4 時間)
32Hz(連続)

測点数

測定成分

サンプリング
周波数

第Ⅱ-2-1-2-2-8 図 測定風景

107

(6) MT のデータ処理について
a. データ処理フローについて
データ処理フローを第Ⅱ-2-1-2-2-9 図に示す。フィールドで取得された時系列デー
タを用いてスペクトル解析を行った。ここでは高速フーリエ変換（以下，FFT）を用
いて，パワースペクトルを求めた。この際，時系列データのノイズ処理やリモートリ
ファレンス処理を行い，データ品質の向上を図った。
パワースペクトルからインピーダンステンソルを算出し，MT パラメータとして見掛比抵抗・位相，インダクションベクトル，ティッパーストライキなどを算出し，各測点のデータ品質を評価した。算出されたインピーダンステンソルとパワースペクト
ルは EDI ファイルに変換し，1 次元・2 次元・3 次元解析に用いた。

現地取得データ（時系列データ）
時系列データのスペクトル解析
・高速フーリエ変換（FFT）によるパワースペクトル解析
・リモートリファレンス処理
・ノイズ処理ティッパー成分算出

インピーダンス
テンソル算出MT パラメータ算出
・ 見掛比抵抗，位相・ インダクションベクトル
・ ティッパーストライキなど

品質評価

第Ⅱ-2-1-2-2-9 図

データ処理フロー108

b. MT 基本式について
MT 法は，地表面において取得される，互いに直交する電場 E と磁場 H の比 Z（インピーダンス）から地下の比抵抗構造を求める物理探査法である。一般化したインピーダンスは次の様に定義される。

E = ZH(式 2.1-1)

地下構造が 2 次元大地及び 3 次元大地の場合は，測定する方向によって得られるデータが異なる。この場合，各測点における直交する電場成分 Ex，Ey は各々直交する 2
つの磁場成分 Hx，Hy の線形結合の関係となり，以下の様に表される。

E x = aH x + bH y
E y = cH x + dH y

(式 2.1-2)

a，b，c，d は定数

ここで，a，b，c，d の係数はインピーダンスの各成分に相当し，テンソルとして扱うことができる。一般的にインピーダンステンソルは次の様に定義される。

Z
Z yx

Z  =  xx

Z xy 
Z yy 

(式 2.1-3)

インピーダンステンソルの 4 成分のうち，Zxx と Zyy は対角成分，Zxy と Zyx は非対角成分と呼ばれている。また，式Ⅱ-2-3 を考慮した一般式は次の様になる。

 Ex ( )   Zxx ( ) Zxy ( )  Hx( )  Ey ( ) =  Zyx ( ) Zyy ( )  Hy ( )

 



(式 2.1-4)

上記の式で(ω)は周波数の関数であることを示しており，各成分はリアルパートとイ
マジナリーパートの 2 つの要素から構成されている。
大地が均質及び 1 次元構造の場合，インピーダンステンソルは Zxx = Zyy = 0，Zxy =Zyx となる。つまりインピーダンステンソルの Zxy または Zyx のどちらかの成分を解析することにより，地下構造を推定することができる。大地が 2 次元構造の場合，イン
ピーダンステンソルは Zxx = Zyy = 0，Zxy ≠ Zyx となるため，Zxy と Zyx の成分を用いた解析により地下構造を推定することが可能となる。大地が 3 次元構造の場合，Zxx ≠ Zyy，

Zxy ≠ Zyx であるため，全てのインピーダンステンソル成分が独立に値を持つことにな

109

る。
多くの場合，
全てのインピーダンステンソル成分を用いて地下構造の推定を行う。

c. 時系列データのスペクトル解析
MT 法の解析は，周波数領域のデータを用いて実施されるため，取得された時系列
データを周波数変換する必要がある。そこで，前述の様に FFT により行いパワースペ
クトルを算出するが，これには国内外における MT 法データ処理で広く採用されているデータ処理システム BIRRP(Chave and Thomson, 2003)を用いた。
本処理システムは，前処理として時系列データに対して AR フィルター（自己回帰フィルター）を適用し，ホワイトニング（ノイズ部の判定）を行った後に FFT を実施
し，パワースペクトルを算出するものである。
算出されたパワースペクトルから求められたインピーダンステンソルは回転され，リモートリファレンス処理に進む。その際，ノイズ処理としてジャックナイフ法と呼ばれる解析誤差の評価方法(Thomson and Chave, 1991)を適用し最適な解を求める。
ここで，ジャックナイフ法とは，再標本化法に分類される統計的推論手法のひとつで，真値から外れた値の検出に用いられる方法である。

d. インピーダンステンソルの算出
同一測点で求められたパワースペクトルを使用し，次式によりインピーダンステン
ソルを求めた。なお，< >は周波数帯域で平均化したパワースペクトルであり，* は共役複素数を示す。

 E x H x  H y H y  −  E x H y  H y H x *

Z xx =

*

*

*

*

*

*

*

 H y H x  H x H y  −  H y H y  H x H x 
*

*

*

*

 E y H x  H y H y  −  E y H y  H y H x ***(式 2.1-5)

 H x H x  H y H y  −  H x H y  H y H x 
*

*

*

*

 E y H x  H x H y  −  E y H y  H x H x *

Z yy =*

 E x H x  H x H y  −  E x H y  H x H x *

Z yx =*

 H x H x  H y H y  −  H x H y  H y H x *

Z xy =****

 H y H x  H x H y  −  H y H y  H x H x 
*

*

*

*

また，MT 法の信号は遠方からの信号をソースとした平面波であるため，測点とリ

110モートリファレンス点において，信号は相関が高く，局所ノイズは相関が低い。これを利用し，統計的手法でノイズ低減を行うことをリモートリファレンス処理と言い，
式 2.1-6 によりインピーダンステンソルが求められる。本式では，同時測定を行った
2 測点間の磁場成分のクロスパワースペクトルが用いられ，Hxr*，Hyr* は 2 測点間のクロスパワースペクトルの共役複素数を示す。

 E x H xr  H y H yr  −  E x H yr  H y H xr *Z xx =

*

*

*

*

*

*

*

 H y H xr  H x H yr  −  H y H yr  H x H xr 
*

*

*

*

 E y H xr  H y H yr  −  E y H yr  H y H xr ***

(式 2.1-6)

 H x H xr  H y H yr  −  H x H yr  H y H xr 
*

*

*

*

 E y H xr  H x H yr  −  E y H yr  H x H xr *Z yy =*

 E x H xr  H x H yr  −  E x H yr  H x H xr *Z yx =*

 H x H xr  H y H yr  −  H x H yr  H y H xr *Z xy =****

 H y H xr  H x H yr  −  H y H yr  H x H xr 
*

*

*

*

本調査では，山形県最上郡大蔵村（調査地域より約 135km 地点）にリモートリフ
ァレンス点を設け，このデータを用いてファーリモートリファレンス処理を行った。
第Ⅱ-2-1-2-2-10 図にリモートリファレンス点の位置図を示す。また，現地では 4 測点の測定を同時に行ったため，各測点間での近接リファレンス処理も実施し，ノイズの低減に努めた。

111

Ｎ

リファレンス点

ﾘﾌｧﾚﾝｽ
点
135km

0m

1000

1000

国土地理院発行
1:50,000 地形図 月山

調査地域

2000

100km
1000

500

第Ⅱ-2-1-2-2-10 図 リモートリファレンス点位置図（山形県最上郡大蔵村，北緯：38°36'14"，東経：140°12'16"）

112

500

e. 見掛比抵抗・位相の算出
大地が均質の場合，互いに直交する電場と磁場から，大地の比抵抗 ρ は次の様に求
まる。

=

Z

2

(式 2.1-7)

5f

実際の大地は不均質であるので，式 2.1-7 で求まる値は，電磁場の周波数に応じた
探査深度までの平均的な値であり，比抵抗法などと同様に見掛比抵抗 ρa と呼ばれる。
本調査では，インピーダンステンソルを使用し，次式により各周波数の見掛比抵抗 ρxy（XY モード）及び ρyx（YX モード）を求めた。

 xy =
 yx =

Z xy

2

5f
Z yx

(式 2.1-8)25f

これらの値は主軸を取る方向によって変化する。そこで，式2.1-9の様にρINV（インバ
リアントモード）が定義される。インバリアントモードは方向に対して不変量であるため，どの様な構造に対しても一意的に定まる。見掛比抵抗分布図及び1次元解析では，インバリアントモードも用いて検討を行った。

 INV =Z xx Z yy − Z xy Z yx
5f

2

(式 2.1-9)

次式により各周波数の位相  xy （XY モード）及び  yx （YX モード）を求めた。

 xy = tan −1
 yx = tan

Im Z xy
Re Z xy

Im Z yx−1(式 2.1-10)

Re Z yx113

f. 構造指標（インダクションベクトル）
垂直磁場（Hz）と水平磁場(Hx, Hy)から以下に示される磁場変換関数（ティッパー
成分: Tzx, Tzy）が定義される。

Hz = TzxHx + TzyHy(式 2.1-11)

インダクションベクトルはこのティッパー成分の大きさと位相から定義されるベクトルである。
インダクションベクトルのリアルパートはベクトルが低比抵抗帯に向き，比抵抗コントラストの変化が急激な箇所で大きくなる特徴を有することが知られている(高倉, 1994)。

[リアルパート]

I (R ) =(Re Tzx ) + (Re Tzy )2

 (R ) = tan −1

2(式 2.1-12)

Re TzyRe Tzx[イマジナリーパート]

I (I ) =(Im Tzx ) + (Im Tzy ) (I ) = tan −1

2

Im Tzy2(式 2.1-13)

Im TzxI（R, I ）：インダクションベクトルの大きさ
θ（R, I ）：インダクションベクトルの方向(7) 比抵抗構造解析方法
a. 解析フローについて
本調査の解析フローを第Ⅱ-2-1-2-2-11 図に示す。データ処理で得られた MT パラメ
ータの内，各測点の見掛比抵抗値を用いて，空間補間法（クリッギング法）により見掛比抵抗平面図及び断面図を作成した。次に，見掛比抵抗・位相データを用いて各測点毎に 1 次元インバージョン解析を実施した。各測点の 1 次元解析結果比抵抗モデル

114を用いて，空間補間法により 1 次元解析による比抵抗平面図及び断面図を作成し，3次元解析における初期モデルの検討材料とした。見掛比抵抗・位相データ及びティッパー成分を用いて 3 次元インバージョン解析を実施し，本地域における 3 次元比抵抗モデルを算出した。この 3 次元比抵抗モデルを用いて，比抵抗平面図，比抵抗断面図，
及び鳥瞰図を作成した。一方，構造指標分布図として，ティッパー成分を用いてインダクションベクトル図を作成した。上記で作成された各解析結果図を用いて，本地域の地下比抵抗構造について総合的に評価を行った。

処理結果（MT パラメータ）

見掛比抵抗
位 相

・見掛比抵抗平面図 / 断面図

ティッパー
成 分

構造指標分布図

1 次元インバージョン解析
空間補間・インダクションベクトル図

・1 次元解析比抵抗
平面図 / 断面図
3 次元インバージョン解析
・3 次元解析比抵抗
平面図 / 断面図 / 鳥瞰図
総合評価
第Ⅱ-2-1-2-2-11 図

解析フロー

b. 1 次元解析
1 次元解析では，大地を第Ⅱ-2-1-2-2-12 図に示す様に 1 次元の水平多層構造と仮定
して，各点ごとに解析を行った。手順について以下に示す。なお，1 次元解析では，ρmax
モード，ρmin モード及びインバリアントモードそれぞれについて解析を行った。

115i) 初期モデルの決定
水平多層構造において，比抵抗基盤が完全導体（比抵抗値= 0）または完全絶縁体（比抵抗値= ∞）である場合，低周波数帯域における見掛比抵抗曲線の漸近線の傾きが-1，または+1 となる。この時の漸近線の傾きとの対比によって真の比抵抗値が求まる。この方法がボスティックインバージョン（Bostick Inversion）であり，以下の 2 式によって見掛比抵抗を真の比抵抗及び深度に変換することができる。ボス
ティックインバージョンの結果から初期モデルが作成される。

 log  a
 log = log  a a1+
 log (式 2.1-14)

D = (  a /  )(式 2.1-15)

1−

ここで，

ρa ：見掛比抵抗（Ω・m）
ρ：真の比抵抗（Ω・m）

D：真の深度（m）

ω：角周波数（rad/s）μ：透磁率（4π×10-7 H/m）ii) モデル計算決定された初期モデルに対して，Kunetz の回帰式を適用し，初期モデルにおける見掛比抵抗-周期曲線を求める。

iii) 実測値と理論値のマッチング
非線形最小二乗法を用いて実測値と理論値のマッチングを行う。誤差が大きい場
合は各層の層厚及び比抵抗値を調整し，新たなモデルを作り，モデル計算からやり直す。誤差が十分小さくなるまでこの工程を繰り返す。

116

地

表

第1層

ρ1 (比抵抗)h1 (層厚)第2層

ρ2 (比抵抗)h2 (層厚)第3層

ρ3 (比抵抗)h3 (層厚)第Ⅱ-2-1-2-2-12 図

1 次元解析モデル例

c. 3 次元解析
i) 3 次元解析コードの特徴
本調査では，MT 法 3 次元インバージョンコード「WSINV3DMT」を用いた。本
コードは，他の 3 次元インバージョンコードに比べ，計算時間とメモリ容量を大幅に削減することに成功し，実データを用いて，地形を考慮した 3 次元インバージョ
ン解析を安定して実行できる。また本コードは，インバージョン解析に用いるデー
タの内，非対角成分（Zxy，Zyx）に加え，3 次元情報を多く含む対角成分（Zxx，Zyy）
も用いる事ができ，高精度な 3 次元解析を実施する事ができる。

ii) 3 次元解析コードの概要
WSINV3DMT は Occam インバージョンコード(Constable et al., 1987)をベースとしており，フォワード計算部分に有限差分法，インバージョン計算部分にガウス・
ニュートン法の非線形最小二乗法を用いている(Siripunvaraporn, 2006)。Occam イ
ンバージョンアルゴリズムでは次の 2 つの関数[U(m,λ)，Wλ(m)]の最小値にする
ものを最適モデルとして抽出する。



U (m,  ) = (m − m0 ) Cm−1(m − m0 ) + −1 (d − F[m]) Cd−1(d − F[m]) −  2
T(式 2.1-16)



T





W (m) = (m − m0 ) Cm−1 (m − m0 ) + −1 (d − F[m]) Cd−1 (d − F[m])T

T(式 2.1-17)

ここで m は M 次元の比抵抗モデル，m0 はプライオリモデル，Cm はモデルコバ

117

リアンス，d は N 次元の観測値，F[m]はフォワードモデルレスポンス，Cd はデー
タコバリアンス，χ2 はミスフィット期待値，λ-1 はラグランジュ係数である。
MT インバージョンはもともと非線形問題であるが，イタレーション解法による次の線形化された F[m]を用いて非線形化問題を線形化問題として扱うことで解析を行う。

F mk +1  = F mk + m = F mk  + J k (mk +1 − mk )(式 2.1-18)

ここで k はイタレーションナンバー，Jk は mk から計算される N×M 次元のセン
シティビティーマトリックスである。式 2.1-18 を式 2.1-17 に代入し，次式を得る
ことができる。



mk +1 ( ) = C m−1 + km

 J C X +m
−1

T
k

−1
d

k

(

0

(式 2.1-19))

ここで X k = d − F [mk ] + J k mk − m0 である。最適モデルを得るためには，各イ
タレーションの式 2.1-20 でλが最小となる様に式 2.1-16 の U(m,λ)を求めることになる。
T

Parker(1994)によると，平滑化イタレーションマトリックス C m J を用いて次の様にモデルを表すことができる。

mk +1 − m0 = C m J kT  k +1

(式 2.1-20)

T

ここでβk+1 は C m J の未知のエキスパンション係数である。式 2.1-20 を式 2.1-17に代入して計算を行うことにより，次の式を得ることができる。

 k +1 = C d + kn  X k−1

n(式 2.1-21)

T

ここで k = J k C m J k は N×N 次元のデータスペースマトリックスであり，非常に大きなモデルマトリックス M の二乗(M×M)を，データマトリックス N を用いた
(N×N)次元に置き換えた計算表記になっている。
通常，データスペースマトリックス N はモデルスペースマトリックス M より一桁程度小さいため，本インバージョンコードでは計算に必要な計算機のメモリ容量を大幅に削減することができる(Siripunvaraporn, 2012)。また分散メモリシステム
上の並列プログラムを可能とするプログラムライブラリの MPI（Message-Passing

118

Interface）を用いた並列化計算が可能であり，インバージョン計算を高速に実施できる他，コードで扱える入力データは，インピーダンステンソルの非対角成分（Zxy，Zyx）に加え対角成分（Zxx，Zyy）も用いて解析することができ，さらに地磁気変換
関数[ティッパー成分]（Tzx，Tzy）も解析に用いることができる(Siripunvaraporn andEgbert, 2009)。そのため，本インバージョンコードでは以下の 5 つのインバージョ
ンタイプが用意され，計算目的に応じたデータセットを用いて解析を行うことが可能である。
① Inversion Type 1：Zxx，Zxy，Zyx，Zyy
インピーダンステンソル 4 種類 ×リアルパート・イマジナリーパート＝8 成
分② Inversion Type 2：Zxy，Zyx
インピーダンステンソル 2 種類 ×リアルパート・イマジナリーパート＝4 成
分③ Inversion Type 3：Tzx，Tzy
ティッパー2 種類 ×リアルパート・イマジナリーパート＝4 成分④ Inversion Type 4：Zxy，Zyx，Tzx，Tzy
インピーダンステンソル 2 種類 ×リアルパート・イマジナリーパート ＋
ティッパー2 種類 ×リアルパート・イマジナリーパート＝8 成分⑤ Inversion Type 5：Zxx，Zxy，Zyx，Zyy，Tzx，Tzy
インピーダンステンソル 2 種類 ×リアルパート・イマジナリーパート ＋
ティッパー2 種類 ×リアルパート・イマジナリーパート＝12 成分
本調査では高精度な 3 次元解析を行うため，全てのインピーダンステンソル成分，
及びティッパー成分を用いる Inversion Type 5 を選択し，インバージョン解析を行った。

iii) 解析手順
MT 全観測点を網羅するように解析範囲を設定した。また，設定したグリッドモ
デルに最適な測点配置となるよう，解析に使用する測点の選択を行った。観測点は本年度新たに測定された観測点データと加えるとともにクオリティーの悪い観測点

119

は排除を行い，合計 88 観測点のデータを採用した。グリッドグリッドモデルは標高データを用いて地形の設定を行った。以下に解析グリッドの概要を示す。
設定したグリッド数は 58(NS)×58(EW)×48(Z)の合計 161,472 グリッドで，観測点が位置する解析対象域の水平方向の最小グリッド間隔は 200m とし，解析対象域から離れるに従い順次グリッド間隔を広くなるように設定した（第Ⅱ-2-1-2-2-13 図，第Ⅱ-2-1-2-2-14 図，第Ⅱ-2-1-2-2-15 図，第Ⅱ-2-1-2-2-4 表）。その際，解析対象域に境界の影響が及ばない様にモデルの範囲を広く設定した。今回のモデルでは解析
全体の水平領域は 100km×100km である。
一方，鉛直方向の垂直方向のグリッドについて最上部は標高 1,000m に設定し，最上部から標高 0m までは地形を適切に表現するため，50m 間隔のグリッドとした。
それ以深のグリッドに関しては，標高 0m～-1,000m までを 100m 間隔，標高-1,000m～-2,000m までを 200m 間隔，標高-2,000m～-3,000m までを 500m 間隔，標高-3,000m～-5,000m までを 1,000m 間隔と，表層から深部に行くに従い順次間隔が広くなるように設定した。なお，-5,000m 以深については境界の影響が出ない様に
深度約 300km までモデルグリッドを設定したが，更に間隔が広くなるように設定した。
以下に解析グリッドの概要を示す。
・解析対象深度

地表～深度 3,000m までを対象とする。

・解析対象範囲

開発対象地域を中心とした全測点を網羅する範囲

・最小グリッドサイ

水平方向 200m，鉛直方向 50m

ズiv) 解析パラメータ設定の概要
作 成 し た 入 力 フ ァ イ ル を 用 い ， MT 法 3 次 元 イ ン バ ー ジ ョ ン コ ー ド「WSINV3DMT」でインバージョン解析を行った。初期モデルは全てのグリッドは比抵抗が 100Ωm となる均質大地として与えた。ただし，海洋部分には海水の比抵
抗値 0.3Ωm を，地形を表点するための大気部分には一般的に空気比抵抗値 108Ωmを与え，インバージョン解析の間変化しないものとした。
今回は高精度に 3 次元インバージョン解析を遂行するため，WSINV3DMT コー
ドの使用成分の選択オプションは Inversion Type 5 とし，インピーダンステンソル

120

のすべての成分である 4 種類 8 成分（Zxx_Re, Zxx_Im, Zxy_Re, Zxy_Im, Zyx_Re,
Zyx_Im, Zyy_Re, Zyy_Im)とティッパー2 種類 4 成分（Tzx_Re, Tzx_Im, Tzy_Re,
Tzy_Im）をインプットデータとした(成分表記前半の Z○○と T○○はインピーダンステンソルとティッパーの種類，後半の Re はリアルパート，Im はイマジナリーパー
ト成分をそれぞれ示す)。解析にはターゲット深度まで比抵抗構造解析が可能である
周期 0.008 秒から 512 秒までの 16 周期（125Hz から 0.002Hz までの 16 周波数）のデータを使用した。
インバージョン解析では収束したモデルを次の計算の初期モデルに反映させ，実データの残差が小さくなるまでこれらの計算を繰り返すが，観測値には観測誤差が含まれていることを考慮して観測値とのモデルフィッティング残差の閾値であるエラーフロア設定して計算を行っている。今回の解析では，インピーダンス成分に関しては 5％，一般的に誤差の大きいティッパー成分に関しては 8％とした。
今回の解析においては解析対象域に存在する坑井比抵抗検層データのマッチングの残差についても評価を行い，インバージョン解析の残差と合わせて総合的に評価を行った上で最適モデルが得られるまで計算を繰り返した。解析実施中は収束状況を見ながら必要に応じてモデルの修正及びパラメータの調整を行った。解析では，残差が十分に小さくなったケースの比抵抗モデルから，擬像などを作らず有意な結果となっているかを確認し，坑井比抵抗検層データのマッチングの残差についても考慮を行いながら最終的な結果を選定した。

121

第Ⅱ-2-1-2-2-4 表

3 次元解析のグリッド間隔とグリッド数

第Ⅱ-2-1-2-2-13 図

3 次元解析に用いるグリッドモデル(広域)(出典：国土地理院（数値地図）)122第Ⅱ-2-1-2-2-14 図

3 次元解析に用いるグリッドモデル(解析対象範囲)

青丸は解析に使用した観測点の位置，灰色点線は断層，黒菱形は坑井の坑口位置を示す。
(出典：国土地理院（数値地図）)

第Ⅱ-2-1-2-2-15 図 3 次元解析に用いるグリッドモデルの鳥瞰図123v) 3 次元解析結果①最適モデルの選定
インバージョン計算から最適モデルの選定を行う場合，一般的に観測値とインバージョン計算から得られたモデルとの RMS が最も小さいものが選定されることが多い。しかし MT 法による観測データには測定誤差などのノイズ成分が含まれており，RMS が最小のモデルが必ずしも最適とは限らない。そこで今回の解析では，インバージョン解析から得られたモデルの RMS(WSINV3DMT RMS)と解析エリア位置する坑井の比抵抗検層データとインバージョン計算から得られたモデルとのマッチング RMS(Well-resistivity RMS)を求め，それら二つの RMSの比較から総合的なマッチング評価により最適モデル選定する方法を選択した。
今回の解析エリアである柳津西山地熱地域には，比抵抗検層が行われた坑井が現在 14 本存在している（Well 1，Well 2，Well 4，Well 9，Well 10，Well 19，Well
32 ， 14JN-R1 ， OA2 ， OA3 ， OA4 ， OA5 ， OA6 ， OA7 ）。 今 回 の 解 析 で はWell-resistivity RMS を求める際に，マッチングが行える坑井 14 本すべてを用いて Well-resistivity RMS を求め，総合的なマッチング評価を行った。
今回の 3 次元インバージョン解析では，WSINV3DMT RMS が十分小さくなる
イタレーションが収束するまでのインバージョン解析はインバージョンステージ
を 29 回行い，合計 393 回のイタレーション結果からそれぞれ比抵抗モデルが作成された。最適モデルは，これらのインバージョン解析結果の中から，観測値とのマッチングが良い上にターゲット領域内の坑井比抵抗とのマッチングが良いもとを選定することとした。最適モデルは観測値とのマッチングが適切で坑井比抵抗とのマッチングが最も良い Inversion=3，Iteration=5 のモデル(坑井比抵抗
RMS=0.44, イ ン バ ー ジ ョ ン RMS=4.72) を 最 適 モ デ ル に 選 定 し た 。 第 Ⅱ-2-1-2-2-16 図ならびに第Ⅱ-2-1-2-2-17 図は最適モデルと坑井比抵抗データとの比較図である。14JN-R1 低比抵抗側にシフトしているものの，全体的に非常に良いマッチングを示している。

124

②最適モデルの概要
観測値と最適モデルのインピーダンステンソル(Zxx, Zxy, Zyx, Zyy)から見かけ比抵抗と位相(Rxx, Rxy, Ryx, Ryy)を求め，比較した。観測値と最適モデルの見掛け比抵抗ならびに位相は，データ品質が悪いところを除き概して良いマッチン
グを示している。もともと値が小さくフィッティングが難しい対角成分の Rxx,
Ryy も概ね整合的なフィッティングが得られている。最適モデルの比抵抗分布のうち，東西断面図を第Ⅱ-2-1-2-2-20 図に示す。
比抵抗の水平分布に着目すると，表層の標高 500m では 1kΩ・m 前後の高比抵抗領域が南部地域に部分的に位置しているが，標高 200m 付近までは断層帯を中心とする領域で数～10Ω・m の低比抵抗領域が特徴的に位置している。標高200m から標高 0m にかけては低比抵抗領域が北側の領域まで広く分布している。
標高 0m から標高-500m にかけては，低比抵抗領域が断層帯のまわりに分布しており，断層帯中心部では相対的にやや高比抵抗となっている。標高-500m から標
高-1.0km にかけては断層 B，断層 H ならびに断層 I 周辺とその南部地域に低比抵抗領域が分布しており，断層 D 北東部領域では数百～1kΩ・m の高比抵抗領域となっている。標高-1.0km より深部においても同様の傾向が続いているが，断層 I の東部領域に約 1Ω・m の同心円状の低比抵抗領域が特徴的に位置している。

125

第Ⅱ-2-1-2-2-16 図 坑井の検層比抵抗データと 3 次元インバージョン解析から得られた最適モデルの比抵抗値との比較図(その 1)

126

第Ⅱ-2-1-2-2-17 図

坑井の検層比抵抗データと 3 次元インバージョン解析から得られた最適モデルの比抵抗値との比較図 (その 2)

127

第Ⅱ-2-1-2-2-18 図

MT 法 3 次元解析によって得られた比抵抗構造モデルの XX 成分と XY 成分の MT 探査曲線(aiz-004～aiz-520)

128

第Ⅱ-2-1-2-2-19 図MT 法 3 次元解析によって得られた比抵抗構造モデルの YY 成分と YX 成分の MT 探査曲線(aiz-004～aiz-520)

129

第Ⅱ-2-1-2-2-20 図

3 次元解析で得られた比抵抗モデルの東西方向の垂直断面図(断面位置:NS-grid=32)130２.２ AMT 法電磁探査(1) 当該地域の概要と過去の比抵抗構造調査
柳津西山地熱地域は福島県西部に位置する（第Ⅱ-2-1-2-2-21 図）。当該地域には活動的な第四紀火山はないが，湯の岳や猿倉が岳など火山岩類からなる火山が存在する。また，西山温泉などいくつかの温泉が点在し，河川や沢に沿って噴気帯が観察され，熱水変質帯が広く分布する。主たる貯留層は，北西-南東のリニアメントとして地表に現れている断層破砕帯であり，地熱流体の上昇ゾーンは断層 G 破砕帯および断 D 破砕帯に沿っている（佐伯，1999）。
生産ゾーンとなっている断層 G および断層 D では，2000 年に高密度電気探査が，2000
年と 2001 年に MT 法電磁探査が実施され，深度 200m 程度までの精密な比抵抗構造と，深度 10km 程度までの広域の比抵抗構造が求まっている（高倉, 2003）。また，2010 年には 3 次元的 MT 法調査が実施され，柳津西山地熱発電所周辺の 3 次元的な比抵抗構造が求められている(Uchida et al., 2011)。これらの比抵抗探査の結果，当該地域の地熱貯留層およびそのキャップロックは，比抵抗構造から明瞭に把握されると推定される。しかし，高密度電気探査と MT 法電磁探査とでは分解能や探査深度が異なり，深度数 100m
から 2000m 付近に分布する地熱貯留層や温泉帯水層の構造は必ずしも精密に求まっていない。そこで，2013 年 2014 年に当該地域で AMT 法電磁探査を実施し，精密な比抵
抗構造の解明を試みた。

131

第Ⅱ-2-1-2-2-21 図

調査位置図(2) AMT 測線および測点位置
AMT 法補足調査の測線および測点位置を第Ⅱ-2-1-2-2-22 図に示す。測線は 7 本あり，いずれの測線とも方向は北東-南西方向（N60°E）であり，これは断層 G および断層 Dの方向とほぼ直交する方向である。2013 年には，3 本の測線を北側からそれぞれ，
Line100，Line200，Line300 として測定を行なった。2014 年には，3 本の測線を補間するように，同じ方向に延びる 4 本の測線を設定し，その測線に沿って測点を配置した。
それらの測線を，北側から Line400，Line500，Line600，Line700 と名付けた。測点の総数は 56 点である。

132

第Ⅱ-2-1-2-2-22 図

AMT 法の測点および測線位置図

青丸が 2013 年度，赤丸が 2014 年度の調査を示す(3) リモートリファレンスの候補点の位置
調査場所の北東側約 8km に位置する柳津町大野地内の水田にリモートリファレンス点を設置した。その位置を R1 として第Ⅱ-2-1-2-2-21 図に示す。送電線や民家等の人工ノイズ源から離れており，稲刈りが終わった時期であるので，測定期間中は人や車の往来もほとんどなく非常に静穏であった。

133

(4) 測定装置
測定では，Phoenix 社製 MTU-5A システムを用いた。測定装置の概要を第Ⅱ-2-1-2-2-5
表に示す。
各測点では通常の AMT 法で測定される電磁場 5 成分（水平電場 2 成分，水平磁場 2成分と鉛直磁場 1 成分）の時系列データを取得した。電場は互いに直交する水平 2 成分を測定した。電場センサーは，両端を非分極電極である鉛-塩化鉛電極を接地させたダイ
ポールである。電極は深さ 30cm 程度の穴に埋設し，両端の電極の接地を含む抵抗が 2kΩ以下になるように努めた。また，電場のダイポール長は 30m となるようにしたが，周辺地形の状況を見ながら，適宜変更した。磁場は電場と同方向の水平 2 成分および鉛直
方向 1 成分の測定を実施した。磁場センサーはインダクションコイル(Phoenix 社製
AMTC-30)である。水平方向の磁場センサーはなるべく地形が平坦な場所に置き，風雨の影響を避けるため，
深さ 20～30cm 程度の地中にコイル本体を完全に埋設した。また，
鉛直方向の磁場センサーは縦穴を掘り，コイル本体ができるだけ埋設されるように設置した。それぞれの測点およびリモートリファレンス点では，MTU-5A をほぼ中央部に置き，電場および磁場センサーのケーブルを接続した。電源は容量が 36Ah の 12V カーバ
ッテリを用いた。

134

第Ⅱ-2-1-2-2-5 表

測定装置概要

装置

名称

装置仕様

データ記録装置

MTU-5A

チャンネル数

5ch(Phoenix 社)

A/D

24bit

サンプリング周波数

24,000Hz

記憶媒体

コンパクトフラッシュ

消費電力

12W 以下電源

12V バッテリ

GPS 時刻同期精度±刻同期精度

外装

アルミニウム製箱

サイズ（W・L・H)

230×225×110 mm

重量

約 4.0kg

非分極性電極電極タイプ

Pb-PbCl2(ｱｽｸｼｽﾃﾑ社)

サイズ(φ・L)

65×100mm

重量

約 1.0kg

電線（同軸線）

太さ

直径 7mm

MTC-30タイプ

インダクションコイル

(Phoenix 社)

周波数帯域0.1～10,000Hz 以上

感度0.1V/μT

外装

塩化ビニル樹脂製円筒

サイズ(φ・L)

65×750 mm

重量

約 3.0kg

電場センサー

磁場センサー135

(5) 現地測定
調査期間は，2013 年 11 月 26 日から 12 月 11 日の 16 日間および 2014 年 11 月 17 日から 12 月 1 日の 15 日間であった。調査では，まず，測定装置の調整（MTU-5A および
AMTC-30 のキャリブレーション）を行い，装置に異常が無いことを確認した。次にリモートリファレンス点および各測点で測量を行い，周辺の状況や地形を考慮して，センサーの位置や方向を決定した。そして，昼間に測定装置を設置し，パソコンを MTU-5Aに接続して，測定パラメータを入力した。測定では，入力パラメータに従って，電磁場5 成分（水平電場 2 成分，水平磁場 2 成分と鉛直磁場 1 成分）の時系列データが MTU-5Aに収録される。
本調査では，
測定時間は午後 9 時から翌朝午前 6 時までの 9 時間とした。
測定は基本的にリモートリファレンス点と同時に実施した。翌朝測定が終了した後，
MTU-5A に収録された時系列データを回収した。データ収録が無事に終わっていることが確認できれば，測定装置を撤収し，センサーを埋設した穴を埋め戻し，次の測点に測定装置を移動した。
測定日数は 1 点あたり 1 日としたが，ケーブルが小動物に切断されるなど，9 時間分のデータが取得できなかった点では，もう 1 日分のデータを取得した。また，データ取得後はその日のうちにデータ処理を行い，データの品質を確認し，品質が不十分と判断された測点では，再測定を実施した。

(6) データ処理
各測点で取得された時系列データは測定日ごとに整理し，20 個の等間隔セグメントに分割した。そして，セグメントごとに周波数解析を行い，0.35～10,400Hz の範囲で 60
周波数を選び，各成分のパワースペクトルデータを求めた。この際，リモートリファレ
ンス点の水平磁場データを参照信号とするリモートリファレンス処理を適用した。そして，電場と磁場の伝達関数であるテンソルインピーダンスを計算し，電場を測線方向と直交する方向に回転したモード(Ex-Hy モード)と測線方向に回転したモード(Ey-Hx モード)，およびテンソルインピーダンスのデターミナントとして得られる回転不変のモード（インバリアントモード）の見掛比抵抗や位相を求めた。さらに，S/N 比の低いセグ
メントのデータを削除するデータ編集（EDIT 処理）を行った。そして，編集後のインピーダンス及びティッパーから，見掛比抵抗，位相，インダクションベクトル等の MT
パラメータを求めた。最終結果は，米国物理探査学会（SEG）の標準フォーマットであ136

る EDI ファイルにして整理・記録した。

(7) インダクションベクトルと見掛比抵抗および位相平面図
インダクションベクトルの実数部分は低比抵抗の構造を向くという特徴がある。見掛
比抵抗は，周波数に応じた探査深度までの平均的な比抵抗の目安である。また，位相は下方に比抵抗が低い構造があると 45 度より大きくなり，比抵抗が高い構造があると 45
度より小さくなるという性質を有する。これらの MT パラメータはおおまかな比抵抗構造の特徴を把握するのに利用することができる。そこで，周波数ごとにインダクション
ベクトルの分布を求め，それをインバリアントモードの見掛比抵抗平面図および位相平面図を求めた。
周波数 10,000，3,000，1,000，300，100，30，10，3，1Hz の実数部分のインダク
ションベクトルを イン バリアントモード の見 掛比抵抗平面図に 重ね たものを 第Ⅱ-2-1-2-2-23 図に，インバリアントモードの位相平面図に重ねたものを第Ⅱ-2-1-2-2-24
図に示す。
インダクションベクトルは低見掛比抵抗，高位相の領域を向く傾向があり，それぞれのパラメータは整合的である。また，周波数が低くなるほど見掛比抵抗は低くなるという傾向があり，深部ほど低比抵抗であると推定される。しかし，位相は 3Hz，1Hz にな
ると 45 度より小さくなる領域が多い。したがって，低比抵抗層には下限があり，その深部では高比抵抗になる場所もあると判断できる。
周波数が 30Hz 以下のベクトルは，調査地域北東部の測点は西山温泉の方向に向いており，南西部の測点で河川 4 に向かっている。このことは，これらの位置の深部に低比抵抗構造があることを示唆している。西山温泉付近の方が高周波数から低比抵抗であり，
西山温泉付近の低比抵抗構造と河川 4 付近の低比抵抗構造は，上面深度が異なると推定
される。

137

第Ⅱ-2-1-2-2-23 図

AMT 法のインダクションベクトル（実数部分）の分布図とインバリアントモードの見掛比抵抗平面図138

第Ⅱ-2-1-2-2-24 図

AMT 法のインダクションベクトル（実数部分）の分布図とインバリアントモードの位相平面図

139

(8) 2 次元解析
測線が地質構造の走向と直交すると仮定し，2 次元解析を実施した。解析には，Uchida
and Ogawa(1993)による平滑化制約付き MT 法 2 次元インバージョンプログラムを使用した。
この解析では Ex-Hy モードが TE モードに，Ey-Hx モードが TM モードとなる。いずれの測線のいずれのモードとも，スタティックシフトと考えられる垂直方向に伸びる
見掛比抵抗分布が見られる。MT 法の 2 次元解析では，スタティックシフトは TM モードについてのみ取り扱うことができる(Ting and Hohmann,1981; 小川・内田,1987)。また ， TM モ ー ド の 2 次 元 解 析 は 大 地 が 3 次 元 的 な 場 合 で も 良 い 近 似 を 与 え る(Wannamaker et al.,1984)。そこで，今回の解析では，TM モードのデータに対し，2次元解析を適用した。
数 Hz 以下の低周波数のデータはエラーバーが大きく，6,000Hz 以上の高周波数デー
タは不自然な見掛比抵抗や位相の曲線を示す測点があることから，解析では 2.81～
5,200Hz の 44 周波数だけを使用した。また，この周波数範囲でも，エラーバーの大きいデータや隣接する周波数と値が大きく異なるデータは除外した。初期値として各ブロ
ックに 10Ωm を与え，10 回の反復計算を実施した。Noise floor は 5%とした。各測線の地下構造モデルの諸元と RMS エラーを第Ⅱ-2-1-2-2-6 表に示す。

140

第Ⅱ-2-1-2-2-6 表

各測線の地下構造モデルの諸元と RMS エラー

測線名

測点数

Line100

10

Line200

10

Line300

10

Line400

6

Line500

7

Line600

7

Line700

6

メッシュ数5832(162×36)
5868(163×36)
5940(165×36）5148(143×36)
5904(164×36)5832(162×36）
5112(142×
36)

141

グリッド数

RMS エラー

464

1.465

464

1.301

464

0.917

286

2.087

328

1.098

328

0.718

286

0.852

第Ⅱ-2-1-2-2-25 図

各測線の TM モードの見掛比抵抗と位相を用いた 2 次元解析から求められた比抵抗断面142

(9) 2 次元解析結果
各測線の解析結果を第Ⅱ-2-1-2-2-25 図に示す。以下，各測線の解析比抵抗断面の特徴を述べる。

a. Line100
Line100 の比抵抗構造は，地上から地下に向かって比抵抗が高－低－高となる 3 層構造である。地表付近は高比抵抗層に覆われるが，西山温泉付近の測点 160～170 周
辺は地表に低比抵抗層が現れている。おそらく，温泉付近に広がる熱水変質帯の存在を，そしてその下の低比抵抗層は熱水変質帯もしくは温泉帯水層をそれぞれ反映していると思われる。測点 140～150 付近は比較的高比抵抗となっており，低比抵抗層は水平方向には連続しない。また，測線東部の低比抵抗層は西部に比較すると浅い。また，後述する Line200 の比抵抗構造とも異なっている。このことから，西山温泉付近の地下は周囲から独立しているような比抵抗構造になっていると考えることができる。

b. Line200
Line200 の比抵抗構造も，地上から地下に向かって比抵抗が高－低－高となる 3 層構造であるが，Line100 と比較すると表層の高比抵抗層は薄い。低比抵抗層は標高-500m ほどまで続くが，測線の東端の測点 290 付近では低比抵抗層は解析されていな
い。おそらく，熱水変質帯は測点 280 付近で無くなっており，測線の東側では天水が浸透する涵養域になっていると考えられる。また，測線東部では，標高-500m 以深に
低比抵抗層が現れており，地下深部では測点 250 付近を境に比抵抗構造が不連続となっている。測点 250 の西側では，当該地域の主要な地熱生産ゾーンとなっている断層
G や断層 D があることから，地下では非常に高温になっており，熱水変質帯で低比抵抗の原因となるスメクタイトが消失していると考えられる。すなわち，測線西部の数
10Ωm の高比抵抗体は，キャップロックの下にある地熱貯留層に対応すると考えられる。

c. Line300
Line200 の比抵抗構造も，地上から地下に向かって比抵抗が高－低－高となる 3 層構造である。ただし，断層 G と断層 D の間（測点 320～350 付近）は地表の高比抵抗

143

層は薄く，低比抵抗層が地表付近にまで現れている。一方，測点 360 より東側は，深部まで高比抵抗が続いている。低比抵抗層の下面は標高-500m 付近にあり，東側にゆるやかに傾斜している。その下は数 10Ωm の高比抵抗層が続いている。この深度は，
当該地熱地域の貯留層深度に相当するので，高温のためスメクタイトが消失していると考えられる。また，標高-1000m 付近では 100Ωm を超える比抵抗を示している。
当該地熱地域では生産に伴う圧力低下および過熱蒸気化が特に問題化していることから，この高比抵抗層は熱水から変わった蒸気層か，あるいは高温のため水分が減少している層を反映していると推測される。

d. Line400
Line400 の比抵抗構造は，基本的に地表付近が高比抵抗，深部が低比抵抗の 2 層構造である。地表付近の比抵抗は，測点 410 付近は 1000Ωm 以上と高く，測点 420 と450 付近を除けば 100～数 100Ωm 前後である。測点 420 と 450 付近は，地表付近から数Ωm 以下であり，地下の低比抵抗層が地表に露出している構造を示している。後述する他の測線も深部に低比抵抗層が現れるが，それらと比較してもこの測線の低比
抵抗層の比抵抗は非常に低く，また層厚も大きい。前述したように，10Hz 以下の位相の傾向が他の測線と違うので，2 次元解析が妥当でない可能性が考えられる。RMS
エラーも他の測線より大きいので，2 次元解析が妥当でない可能性は高い。

e. Line500
Line500 の比抵抗構造は，地上から地下に向かって比抵抗が高－低－高となる 3 層構造である。Line400 と比較すると表層の高比抵抗層は薄く，また低比抵抗層の比抵抗は高い。測点 540～550 付近には地表に低比抵抗層が露出しているが，ここは西山温泉の近傍であることから，温泉に関連する熱水域や熱水変質帯に対応すると考えられる。低比抵抗層は標高-500m ほどまで続くが，その下面はほぼ水平である。標高-500m より深部では比抵抗は徐々に上昇し，標高-1000m 付近では数 100Ωm 程度となる。

f. Line600
Line600 の比抵抗構造は Line500 と同様に，地上から地下に向かって比抵抗が高－144

低－高となる 3 層構造である。表層は数 10Ωm 程度であり，Line500 のように地表に露出した低比抵抗層は解析されていない。低比抵抗層の下面は標高-500m 付近であるが，東上がりの傾斜である。標高-500m 以深では，深度とともに比抵抗は高くなり，
標高-1,000m では比抵抗は 1,000Ωm を越えている。

g. Line700
Line700 の比抵抗構造も，地上から地下に向かって比抵抗が高－低－高となる 3 層構造である。ただし，1～数Ωm となる低比抵抗領域が解析されているのは，断層 Gと断層 D の間（測点 720～740 付近）であり，地熱貯留層のキャップロックに対応すると考えられる。その東側は地表から数 10Ωm 程度の比抵抗を持つ層が標高 0m 付近
まで続いており，おそらく天水の涵養域に対応すると考えられる。低比抵抗層の下面
は，Line500 や Line600 と異なり，東側に向かって下がっている。標高-500m 程度までの比抵抗構造は，Line300 で解析された比抵抗構造によく似ている。ただし，標高-1,000m 以深では Line600 と同様に 1,000Ωm を越える比抵抗が解析されている。

(10) AMT 法調査のまとめ① 最も北側の Line400 では，地表付近は高比抵抗層に覆われるが，その下では非常に比抵抗が低い層が深部まで続く。
② 西山温泉付近は低比抵抗層があり，それが地表付近にも現れている。これは，熱水域や熱水変質帯に対応すると考えられる。西山温泉の西側にも低比抵抗層があるが，その間には比較的高比抵抗となる領域があり，両者の低比抵抗層は不連続となっている。また，それぞれの上面深度も異なっている。
③ 調査地域の南部の測線では，東側に深部まで続く高比抵抗層が現れている。この層は天水の涵養域に対応すると考えられる。
④ 当該地域の主要な地熱生産ゾーンである断層 G と断層 D 付近には，地表下に地熱貯留層のキャップロックと考えられる低比抵抗層がある。しかし，標高約-500m
以深は比較的高比抵抗となっている。
⑤ 当該地域の比抵抗構造は，南北方向にも大きく変化している。

145

３. 重力探査(1) 重力探査の概要
柳津西山地熱地域において，地熱貯留層の構造を把握するとともに，EGS や地熱資源生産に伴う地熱貯留層や温泉帯水層の変動を捉えることを目的として重力調査を実施した。柳津西山地熱地域では，平成 9 年度から平成 13 年度まで，新エネルギー・産業
総合開発機構（NEDO）の研究開発プロジェクト「貯留層変動探査法開発」の一環として，重力モニタリングのための高精度な重力測定が繰り返し実施された。このモニタリ
ング点について，構造解析のために精密 GNSS 測量を実施するとともに，重力値の再測定により，前回の測定から 10 年以上経過した現在のデータと以前のデータを比較する
ことで，地熱貯留層や温泉帯水層の変動を評価できる可能性がある。

(2) 重力探査の仕様
a. 調査範囲と測点配置
柳津西山地熱地域（福島県河沼郡柳津町）を中心とする直径 5km 以内の 60 測点において，相対重力測定および GNSS 測量を行った。調査地域位置図を第Ⅱ-2-1-2-3-1
図，重力測点位置図を第Ⅱ-2-1-2-3-2 図に示す。相対重力測定は，可搬型相対重力計（Scintrex 社製 CG-5 Autograv system S/N:35200）を用いて，調査域内の重力測定
点 1995 を基点とする 60 地点（基点を含む）の重力差を計測した。また，各測定点の相対重力値を絶対重力値に変換するために，基点と一等重力点（長岡 FGS）との閉合測定も行った。測量は GNSS 信号を良好に受信できる 55 地点では GNSS による静止測量を行い，残りの 5 地点は水準測量で GNSS 受信点と接続した。現場作業期間は平成 25 年 11 月 21 日～12 月 9 日であった。調査面積は約 20 km2 で測定点数は 60 地点である。測定点は平成 9 年度から平成 13 年度に繰り返し重力測定が実施された地点
で，当時の測定地点が金属鋲として明確に残っている地点と，標識や点の記等により測定値が数 cm 以内で同定できる点により構成される。

146

第Ⅱ-2-1-2-3-1 図

147

調査地域位置図

第Ⅱ-2-1-2-3-2 図

重力測点位置図（国土地理院 5 万分の 1 地形図「宮下」より作成）

b. 重力測定手順
今回の重力測定作業は，貯留層変動探査法技術マニュアル(NEDO, 2003)に準拠して実施した。ただし，使用する機材の違いに応じて具体的な手順の一部は変更した。
実際の重力測定では 1 台の相対重力計（Scintrex CG-5）により 60 地点を巡回測定した。相対測定の基点を重力測定点 No.1995 とし，基点から各地点を巡回し 5 時間以内

148

に 1995 に戻ることを基本とするサイクルを 1 日 2～3 回繰り返した。基点も含め各地
点では重力計を 10 分以上静置して重力値を記録した。このとき，計器高として重力測点から重力計本体上面までの高さをコンベックスで測定した。現場測定には全期間中に各重力点で 3 回，異なる日に測定を実施した。なお，宿舎における重力計保管時は充電を行いつつ，安定的な水平場所にて重力計のレベリングを行い設置した。これ
は，夜間レベリングを行わない状態で保管した場合，翌日の測定で大きなドリフトが生じてしまうことから，このドリフト現象を避けるためである。測定方法は，測定時間 70 秒間の測定を Cycle Time

90 秒で繰り返した。1 測点の測定時間は 10 分以上

20 分以下とし，読み値（計測平均値）が原則として 5μGal 以内に収束した時点で測定終了とした。
現場における基準点（1995）の絶対重力値を算出するために，国土地理院の一等重力点（長岡 FGS）と基準点 1995 を結ぶ往復測定を実施した。

c. 測量
各重力測定点において，GNSS による静止測量を実施した。高速静止測量では 5 つ以上の衛星を 20 分以上，静止状態で観測して測点の位置を求めた。高速静止測量の解析は，国土地理院の 3 点の電子基準点を既知点とする基線解析を行った後，網平均計算により精度を管理して算出した。精度管理は，実用網平均計算結果の水平距離・
標高・斜距離の標準偏差について，国土交通省公共測量作業規程における 1 級基準点
測量に準拠した制限を超えないことを確認した。本調査地 60 地点の内，GNSS 静止
測量を実施した結果，55 地点については水平±3mm，垂直±5mm の精度で解を得られた。GNSS 衛星の受信状況が悪い谷間にある地点（No.38，61，63，70，72 の 5 地点）においては近傍の GNSS 測量が可能であった点から水準測量を実施した。測量精度は 4 級水準測量とした。

d. 重力測定結果
重力計による重力測定値は，器械高補正と気圧補正を行った後，解析ソフトである
Geosoft 社の Oasis montaj v7.5 を使用し，潮汐補正，ドリフト補正を行った。重力計の閉塞誤差が±100μGal であることを測定日毎に確認した。気圧変動による微小な
重力変化の影響を取り除くための気圧補正は，調査地域から近い若松測候所の測定値

149

に，本地域の気圧応答係数-0.3517 μGal/hPa を乗じた量を重力の気圧応答成分として差し引いた。全測定点において 3 回以上の測定を実施し，測定の再現性を評価した。

(3) データ処理
密度構造解析では，柳津地熱発電所を中心として 1 辺の長さ約 9km，その方位を
N34°E とする正方形の範囲を解析範囲に設定した。まず，解析範囲を含む領域で適切な仮定密度を決定しフリーエア異常およびブーゲー異常の計算を行った。次に計算したブーゲー異常の周波数分析を実施することにより，探査深度 5. 2km 以深の深部構造の影響を除いた残差重力異常を計算した。この残差重力異常データを使用して，2 次元重力フォワードモデリングにより発電所近傍の地質断面を反映させた密度構造モデルを作成した。さらに，その測線の周辺に設定した複数の測線上でさらなる 2 次元重力フォ
ワードモデリングを実施し，同様の密度構造モデルを作成した。上述の 2 次元密度構造
モデルを空間的に補間して作成した 3 次元密度構造モデルを初期モデルとして 3 次元イ
ンバージョンを行い，広域 3 次元密度分布を推定した。以下に，重力構造解析の作業過程に沿って解析結果を説明する。

a. ブーゲー異常の計算
解析範囲の位置図を第Ⅱ-2-1-2-3-3 図に示す。本解析では日本測地系 2000 測地系および平面直角座標系第 IX 系を用いた。測定点の位置から，その地点における正規重力値を計算した。なお，正規重力値は 1980 年測地基準系（GRS1980）に基づく値を計算した。近傍・遠方での地形補正量の計算には，Nagy (1966)および Kane (1962)の手法を用いた。計算には数値標高モデル（DEM）を使用した。使用した DEM は，測定点から 1km までは国土地理院基盤地図情報数値標高モデル（5m メッシュ），1km～60km までは国土地理院数値地図（50m メッシュ）である。なお，地形補正密度は，次項で述べるブーゲー補正の仮定密度と同じ値を仮定した。この際，本解析では 2.15
g/cm3 を採用した。
今回の測定データに加えて，地質調査総合センター(編) (2004) 日本重力 CD-ROM
2 版に収録されている重力測定値データベースに公開されているデータを使用した。
同 CD-ROM 第 2 版に収録されている「利用プログラム」を使用し，解析範囲を含む
範囲でフリーエア異常の 100m グリッドデータを計算した。第Ⅱ-2-1-2-3-4 図に，仮150

定密度 2.15 g/cm3 で計算されたブーゲー異常図を示す。

第Ⅱ-2-1-2-3-3 図

151

解析範囲の位置図

第Ⅱ-2-1-2-3-4 図

ブーゲー異常図（仮定密度 2.15g/cm3）b. ブーゲー異常の周波数解析
作成したブーゲー異常に対し周波数解析を実施し，残差重力異常を算出した。ブー
ゲー異常に対して 2 次元 FFT を用いた周波数解析を行い，除去すべき長波長ブーゲー異常に対応するカットオフ波長を算出した。推定されたカットオフ周波数によるハ
イパスフィルタリングにより残差重力異常（第Ⅱ-2-1-2-3-5 図）を算出した。

152

第Ⅱ-2-1-2-3-5 図

残差重力異常図（仮定密度 2.25g/cm3）

c. 2 次元重力モデリング
残差重力異常プロファイルから 2 次元重力フォワードモデリングを実施し，密度構造断面を作成した。モデル断面は，地質解釈が実施されている，N34°E 線を主断面線方向とした。この主断面線と並行した断面線を，主断面線の南側に 2 本，北側に 2 本,
断面線の間隔が 2km 間隔となるように設定した。また，発電所近傍のモデル密度を上げるために主断面線方向と平行に，間隔が 1km で南北 2 本の計 7 断面を設定した。
設定したモデル断面線位置は第Ⅱ-2-1-2-3-3 図に示してある。以後，主断面線を m0
線，並行な断面線を北から，m1 線～m4 線，と呼ぶこととする。また，発電所近傍の断面線を m0-1 線，m0+1 線と呼ぶこととする。
次に密度構造断面を作成した。周波数フィルタを施した残差重力異常の上記で設定した各断面線上の値を，残差重力異常プロファイルとして抜き出し，Talwani etal.(1959)および Talwani and Heirtzler (1964)の方法による理論計算を用い，Won
and Bevis (1987)のアルゴリズムを利用して，2 次元重力モデルを求めた。各断面線の密度構造モデルと同モデルによる残差の計算値と観測値を，第Ⅱ-2-1-2-3-6 図～第Ⅱ-2-1-2-3-12 図に示す。画面の上段が観測値と計算値のフィッティングを示しており，

153

赤線が観測値と計算値の乖離を示す。また，下段がモデルを示す。

第Ⅱ-2-1-2-3-6 図

密度構造断面図：m0 線

第Ⅱ-2-1-2-3-7 図

密度構造断面図：m0-1 線

154

第Ⅱ-2-1-2-3-8 図

密度構造断面図：m0+1 線

第Ⅱ-2-1-2-3-9 図

密度構造断面図：m1 線

155

第Ⅱ-2-1-2-3-10 図

密度構造断面図：m2 線

第Ⅱ-2-1-2-3-11 図

密度構造断面図：m3 線

156

第Ⅱ-2-1-2-3-12 図

密度構造断面図：m4 線

d. 3 次元重力モデリング作成した 2 次元密度モデルを参照して 3 次元密度構造初期モデルを作成し，インバージョン解析によって 3 次元密度モデルを得る。インバージョン手法については，レイヤーインバージョンを用いた。
7 本の各断面での各密度境界の（X，Y，Z）値を元に，層ごとの密度境界面の 3 次
元初期モデルを作成し，密度構造インバージョンを実施した。3 次元インバージョン
では，各層の密度を固定して，密度境界面を 1 つずつインバージョンで変化させた。
インバージョンは，変化量の大きい L2 層上面から L4 層上面方向に向けて実施した。
3 次元インバージョンにより得られた各密度境界深度分布図を，第Ⅱ-2-1-2-3-13 図から第Ⅱ-2-1-2-3-16 図に示す。また，インバージョンによって得られた計算残差重力異常と，残差重力異常の差をエラー! 参照元が見つかりません。に示す。なお，3 次元
インバージョンには Parker (1972)のアルゴリズムを利用した波数領域における理論
計算を用いた。
この計算では密度境界面の深部分布に対して 2 次元 FFT を行うため，
モデル辺縁部の打ち切りによる誤差を避けるため，モデルの周辺を辺長の凡そ 50%拡
張し，モデルが周期関数的につながるようにデータを補外する前処理を施している。

157

第Ⅱ-2-1-2-3-13 図

密度境界面深度分布図（上層: 密度 2.13(g/cm3) 上面 インバージョン結果）

第Ⅱ-2-1-2-3-14 図

密度境界面深度分布図（中層: 密度 2.26(g/cm3) 上面 インバージョン結果）

158

第Ⅱ-2-1-2-3-15 図

密度境界面深度分布図（下層: 密度 2.36(g/cm3) 上面 インバージョン結果）

第Ⅱ-2-1-2-3-16 図

3 次元インバージョン結果誤差分布図

159

(4) 重力モニタリング
a. 概要
新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下，NEDO と略記する）により 1997 年
から 2000 年までの 4 年間に取得されたデータ（NEDO, 2001）と，平成 25 年度の調査データを比較して，重力の変動解析を実施した。同地域では OAG によって 1994
年から 1996 年の間に 3 回の重力測定も行われている（安達, 2010；NEDO, 1998；
NEDO, 2003）。このデータは奥会津地熱地域での柳津西山地熱発電所の運転前後のデータに相当する。ここでは，これらのデータとの比較検討も試みた。

b. 1997-2000 年データとの比較
平成 25 年度（2013 年 11-12 月）に実施した重力計測は，NEDO が 1997-2000 年に実施した手法に準じて行った。測定点数は当時の半数程度であるが，奥会津地熱地
域の中心部を把握できるように選点した。に示す。当時の観測点は既存構築物を利用した場合以外は撤去済みであるために厳密には同一地点と言えない観測点が多い。計測に使用した重力計は NEDO 調査当時使用された Scintrex 社製自動重力計 CG3M の後継機 CG5 であり，当時の手順に準じて計測，およびデータ処理を行った。NEDO
調査当時は 1998 年と 1999 年は春季と夏季の計測も行っているが，ここでは季節変化の影響を除いて比較するために，1997-2000 年の秋季に実施した 4 回の計測結果と2013 年秋季の計測結果を比較した。
各地点の重力変化を第Ⅱ-2-1-2-3-17 図～第Ⅱ-2-1-2-3-19 図に示す。各図は振幅表
示スケールが異なっている。重力変化が同一観測点での計測を再現できなかったことに起因する可能性が大きいと思われる点を取り除き，2000 年から 2013 年までの 13
年間の重力変化の空間分布を第Ⅱ-2-1-2-3-20 図に示した。このコンター図は 1 地点の値に依存しておらず，この期間の重力変化の空間分布の特徴を反映しているものと考えられる。断層 D 東部で大きい正異常，断層 G 領域で負の異常が認められる。

160

Year

第Ⅱ-2-1-2-3-17 図

1010
1023
1052
2004
2007
2008
79
85
90
91
94
95
97
98
99

33
36
38
41
42
43
44
45
46
49
56
57
58
59
61

Year

2013

114
117
118
120

1997
1998
1999
2000

70
72
63
74
1001

2013

1997
1998
1999
2000

2013

1997
1998
1999
2000

重力変化：一目盛 500 microGal

3
5
6
7
8
9
11
12
13
14
15
17
19
21
22
25
26
27
29
31

Year

2007-2010 年の重力計測値と 2013 年の重力計測値の比較(1)：

3
5
6
7

29

8

38
41

49
56
57
58

117
118
120

Year

2013

2013

59
61
1001

1997
1998
1999
2000

2013

1997
1998
1999
2000

90
91
94
95
97
98
99

46

15
17

第Ⅱ-2-1-2-3-18 図

2007
2008
79
85

42
43
44
45

12
13
14

Year

1023
1052
2004

31
33
36

9
11

19
21
22
25
26
27

1010

1997
1998
1999
2000

重力変化：一目盛 50 microGal

全記録

Year

2007-2010 年の重力計測値と 2013 年の重力計測値の比較(2)：
不確実な記録 5 地点を除く

161

27
29
36
38
41

8

12
13

94
95
97
98
99

56
57
58

22
25

Year

2013

1997
1998
1999
2000

61
1001
59
1010

117
118
120

Year

2013

19
21

2013

90
91

49

15
17

1997
1998
1999
2000

79
85

46

14

第Ⅱ-2-1-2-3-19 図

2007
2008

42
43
44
45

9
11

26

1023
1052
2004

1997
1998
1999
2000

重力変化：一目盛 25 microGal

3
5
6
7

Year

2007-2010 年の重力計測値と 2013 年の重力計測値の比較(3)：
不確実な記録 7 地点を除く

162

Gravity change(microGal) ( 2000 - 2013 )

0

-10

10

0
-1

161

-20
-30

160

20

-10

30

0

S-N(km)

-20

-10

-30

40
-40

0
-60

10

50

-40

-30

159

-30

60

20

-50

-20

0

-80

158

-7

-15

-14

-13

-12

-11

-10

W-E(km)

第Ⅱ-2-1-2-3-20 図

重力変化の空間分布(2000-2013)

測定位置に疑問のある観測点データを除く

162

II－２－１－３ 坑井調査
１. モニタリング井 Well 12 の坑内調査(1) 改修工事前検層
モニタリング井は，貯留層の過熱化に伴う地熱流体の酸性化のために生産を停止している生産井 Well 12 を改修して活用する計画とした。改修に際して，ケーシングに異常があることが確認されていることから，改修前の坑内状況把握のためのダミー検層およびキャリパー検層を実施した。第Ⅱ-2-1-3-1-1 図に Well 12 ケーシングプログラムを示す。
ダミー検層では，深度 937.7m（9-5/8”ケーシング区間）でケーブル荷重が低下し，深度 937.7m 以深で検層器（外径 68mm）は降下できなかった。また，キャリパー検層結果から，坑径は深度 600m 付近から徐々に拡大し，深度 935m 付近で 9-5/8”ケーシング（47.0lb/ft）の内径 220.52mm に対して 237mm 程度（片側 8.2mm）まで減肉していることが判明した。このことから，ダミー検層器が降下できなかった深度 937.7m の異常は，酸性流体によるケーシング腐食により肉厚が薄くなり，変形したものと推定される。

163

第Ⅱ-2-1-3-1-1 図

Well 12 ケーシングプログラム

164

(2) 改修工事後検層
改修工事前の検層で得られた結果をもとに，Well 12 で改修工事を行った（後述）。1
回目の改修工事後に注水中 PTS 検層を実施したが，検層器が途中で降下不能となったことや，硫化水素ガスの発生が認められたことから，再改修を行うことになった。再改修後に改めて注水中 PTS 検層を実施した結果，問題なく降下し，以下の結果を得た。第Ⅱ-2-1-3-1-1 表に PTS 検層器の仕様を，第Ⅱ-2-1-3-1-2 図に PTS 検層器概略図を示す。
・ 検層時の注水量は約 60t/h で，水位は不明瞭だが，深度 400m 付近と考えられる。
・ 圧力データから気液二相流となっている区間があることから，ガスの流入が考えられる。
・ 二相流区間は，深度 700～1,150m 付近，深度 1,260～1,400m 付近，深度 1,400～
1,675m 付近，深度 1,675～1,720m 付近であった。
・ 温度アノマリは，深度 705m 付近，深度 1,160m 付近，深度 1,723m 付近，深度 1,853m
付近で観測された。
・ 深度 1,740m 以深では下げ測定，上げ測定に関わらずスピンナーが回転していない。
インペラー部への異物の詰まりも考えられるが，下げ測定及び上げ測定とも深度
1,723m 以深でほぼゼロ回転となっていることから坑内状況を反映しているものと考えられる。したがって，深度 1,723m 付近に大規模な流出点があり，それ以深に多少は流れるものの深度 1,858m ですべて流出し，それ以深には流れていないと考えられる。
・ 坑内は水単相及びガス＋水の二相状態が混在しており，スピンナー回転数による流出深度/割合の推定は困難である。
・ 流出点を温度アノマリから推定すると，深度 1,160m 付近，深度 1,723m 付近，深度 1,853m 付近が考えられ，過去の検層結果と整合している。

165

第Ⅱ-2-1-3-1-1 表

PTS 検層器仕様

外径54.2mm

全長

2175mm重量22.6kg

耐圧

34.4MPa

耐熱

350℃

記録方式

リアルタイム/メモリーモード

測定間隔

1秒

記録容量(メモリーモード時)

130時間(1秒サンプル時)

動作時間(メモリーモード時)

85時間

圧力センサー精度

0.02%FS

温度センサー精度

±0.4℃

390mm

Cable Head

Hybrid Flask(Heat Shield/Pressure Barrel)

3800mm
φ59.4mm

2560mmPressure/Temperature Sensor
Spinner Impeller

850mm

φ270mmLower Centralizer(Bow Spring)

Bull Nose

第Ⅱ-2-1-3-1-2 図

166

PTS 検層器概略図

２. 近隣生産井 Well-5,8 の噴気中 PTS サンプラ検層(1) 概要涵養中の近隣生産井の坑内状況確認および生産流体の流入深度別の成分分析，トレー
サ再湧出状況の把握を目的として，Well 5 および Well 8 にて PTS サンプラ検層を実施する計画を策定した。調査・検討段階では，涵養中に得られるデータとの比較を行うた
めのバックグラウンドデータの取得を行った。
PTS サンプラ検層器は，地熱技術開発株式会社が環境省委託事業で開発した地熱井用
検層ツールで，生産中の坑内圧力・温度・流速データ取得と二相状態の坑内流体採取を同時に行うことができる検層器である。この検層器を用いることで，複数の流体流入深度から混入する地熱流体の熱力学的・化学的性状やマルチトレーサを深度別に採取分析することが可能であり，複雑な断裂構造を呈しているために複数の流体流入深度を持つ本地域での地層内の流れを解明する上で非常に有効な手法となる。

(2) 作業内容
本調査では，PTS サンプラ検層前にダミー検層を実施する。また，坑内サンプルと比較するため地表流体サンプルを採取する。PTS サンプラ検層による坑内流体サンプル採取深度は，過去のプロダクション検層結果から判明している流体流入深度の情報等から
Well 5 において 3 深度および Well 8 において 1 深度で実施する。第Ⅱ-2-1-3-1-1 図にWell 5 のケーシングプログラムを，第Ⅱ-2-1-3-2-2 図に Well 8 のケーシングプログラムを示す。また，第Ⅱ-2-1-3-2-7 表に PTS サンプラ検層器の仕様を，第Ⅱ-2-1-3-2-3 図にPTS サンプラ検層器概略図を示す。

167

Well 5500mm
35.50mBit

C.P

17-1/2"552.00m

500mm
35.50m13-3/8"548.57m

B.C
977.21m

12-1/4"1002.00m

9-5/8"
1000.89m

Slotted liner
1000.89m-1825.31m

8-1/2"
1825.31m

第Ⅱ-2-1-3-2-1 図

7"1825.31m

Well 5 ケーシングプログラム

168

Well 8
C.P

Bit

20"
58.00m26"
58.00m13-3/8"538.51m

17-1/2"545.00m

L.H
1122.00m

12-1/4"1152.00m

9-5/8"
1146.64m

Slotted liner
1388.00m-2099.00m

8-1/2"
2100.00m

第Ⅱ-2-1-3-2-2 図

7"2099.00m

Well 8 ケーシングプログラム

169

第Ⅱ-2-1-3-2-7 表

PTS サンプラ検層ツール仕様

サンプラー部
耐熱
耐圧（圧力外套ヒートシールド）
耐圧（サンプルチャンバー）350deg.C
72.4MPa
34.5MPa

サンプル容量
流体
外径
重量
全長

500mL
steam/2 phase/water
59.4mm
55 kg
2210mm

深度計

Dual Digital Encoders w Mechanical back-up

PTS部
圧力センサー

Sensor: Strain Gage(5000psi)
Accuracy: +/- 0.15%FS
Resolution: +/-0.2%FS

温度センサー

Sensor: Platinum RTD sensor(300deg.C)
Accuracy:+/- 0.3 +(t*.005)
Resolution: 24bit ClassB

スピンナー

2 reed switches, 2 pole magnet – 4 pulses per revolution

耐熱
耐圧（圧力外套ヒートシールド）
サンプリングレート
データ記録数外径
重量300deg.C (8 hours)
72.4MPa
1 sec (Programmable)
1,000,000 data
59.4mm
48 kg

全長
深度計

1956mmDual Digital Encoders w/Mechanical back-up

170

PTS サンプラ編成
Cable Head

φ69.8mm

ダミー編成

Sinker Bar

Sinker Bar(Tungsten)
φ51mm

φ51mm

φ260m
Upper Centralizer(Bow Spring)
5m

3.5m

Hybrid Flask(Heat Shield/Pressure Barrel)

7.0m
φ59.4mmCable HeadX-O Sub

概算重量：200kg
Temperature Sensor

φ69.8mm

φ260mmPressure Port

Upper Centralizer(Bow Spring)

Bull Nose
Lower Centralizer(Bow Spring)

概算重量：100kg

Spinner Impeller

第Ⅱ-2-1-3-2-3 図 PTS サンプラ検層ツール概略図

171

(3) Well 5PTS サンプラ検層結果
坑口圧力 1.80MPaG，
蒸気流量 13t/h の坑井条件で，PTS サンプラ検層を実施した。
第Ⅱ-2-1-3-2-8 表に検層結果一覧表を，第Ⅱ-2-1-3-2-4 図に PTS サンプラ検層結果（2007 年検層結果併合表示），第Ⅱ-2-1-3-2-5 図に PTS サンプラ検層結果（7”孔明管区間）をそれぞれ示す。PTS サンプラ検層で得られた知見を以下にまとめる。
・ 事前に実施したダミー検層では，ワイヤーラインテンションの低下により深度 1,187m 以深は降下出来なかった。そのため PTS サンプラ検層ツールは深度 1,185
m まで降下した。降下途中は特にテンション異常は認められなかった。
・ 坑内は地層内フラッシュしており，深度 1,185.38m における坑内圧力は 0.781MP
aG および坑内温度は 234.33℃であった。
・ プロダクション中の Well 5 において，PTS データおよび坑内サンプル（採取深度(3 深度)：1,180m, 1,125m, 1,050m）を同時に取得した。
・ スピンナー回転数および温度変化等から判明した流体流入深度および流入割合は，
深度 1,026m(9.7%)，深度 1,088m(1.3%)，深度 1,170m(16.9%)および深度 1,185m 以深(72.1%)であった。
・ 2007 年の検層結果と比較すると，坑内圧力は低下し，坑内温度は高くなっていることが判った（第Ⅱ-2-1-3-2-4 図）。
・ 検層区間における坑内流体は過熱蒸気であり，測定温度は測定圧力から求めた飽和温度より約 60℃高い値であった（第Ⅱ-2-1-3-2-5 図）。

172

第Ⅱ-2-1-3-2-8 表

Well 5 PTS サンプラ検層結果概要

坑井

Well 5

検層

プロダクション検層

実施年月日

平成 26 年 11 月 13 日~15 日

坑口圧力1.80 (MPaG)

噴気流量

蒸気流量:13t/h, 熱水流量:0t/h

ケーブルスピード
検層深度
フラッシュ開始深度20(m/min)0～1,185.38 (m)※事前ダミーで 1187m 以深降下不能(テンション低下)

地層内

坑内圧力

0.781(MPaG) (at 1,185.38m)

坑内温度

234.33(℃) (at 1,185.38m)
FP1: 1,026m (9.7%)

流体流入深度FP2: 1,088m (1.3%)(流入割合)

FP3: 1,170m (16.9%)
1,185m 以深 (72.1%)

坑内サンプル取得深度(採取量)

1 回目(11 月 13 日): 1,180m (174.4g)
2 回目(11 月 14 日): 1,125m (111.0g)
3 回目(11 月 15 日): 1,050m (102.0g)
・ダミー検層器
全長：5.18m(重錘+セントラライザー)
最大外径：69.8mm

測定器編成

重量：約 100kg
・PTS サンプラ検層器
全長：10.61m(重錘+検層器+セントラライザー)
最大外径：69.8mm
重量：約 200kg

173

0.0
0
INCL[deg]
0 20 40 60

0
0

0.4

PRESSURE [MPaG]
0.8
1.2

1.6

2.0

50

TEMPERATURE [Deg.C]
100
150

200

250

200

SPINNER [RPS]
400
600

800

1000

9-5/8" CSG

200

DEPTH [m]

400

600

800

BC

P(2007)

T(2007)

7" CSG(slit)

1000

S(2007)

1200
INDEX

PTS Log(2007)
Steam:21t/h
Pressure
Temperature
Spinner

DHS/PTS Down Log(2014/11/13)
Steam:13t/h
Pressure
Temperature
Spinner

第Ⅱ-2-1-3-2-4 図 Well 5 PTS サンプラ検層結果（2007 年検層結果併合表示）

174

0.4

PRESSURE [MPaG]

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

240

250

TEMPERATURE [Deg.C]

200

210

220

230

Flow Distribution[%]0

INCL[deg]

100

0
950

200

400

SPINNER [RPS]

600

0

100

800

1000

BC

9-5/8" CSG

0 20 40 60

Degree of Superheat[Deg.C]

1000

FP1:1026m(9.7%)

DEPTH [m]1050

FP2:1088m(1.3%)

7" CSG(slit)

1100

1150
FP3:1170m(16.9%)

1185m以深(72.1%)

1200
INDEX

[検層条件]
PTSサンプラー検層（下げ計測）
スピンナーストップチェック
坑口圧力：0.62MPaG
圧力
流体流入深度
蒸気流量：13t/h
温度
坑内流体サンプル深度
熱水流量：0t/h
スピンナー
過熱度(=測定温度-飽和温度)

第Ⅱ-2-1-3-2-5 図[坑内サンプル取得]
1回目検層：深度1,180m(174.4g)
2回目検層：深度1,125m(111.0g)
3回目検層：深度1,050m(102.0g)

Well 5 PTS サンプラ検層結果（7”孔明管区間）

175

(4) Well 8PTS サンプラ検層結果
坑口圧力 0.63MPaG，蒸気流量 17.6t/h の坑井条件で， PTS サンプラ検層を実施した。第Ⅱ-2-1-3-2-9 表に検層結果一覧表，第Ⅱ-2-1-3-2-6 図に PTS サンプラ検層結果を示す。PTS サンプラ検層で得られた知見を以下にまとめる。
・ 事前に実施したダミー検層では，ワイヤーラインテンションの低下により深度 51
4m 以深は降下出来なかった。そのため PTS サンプラ検層ツールは深度 500m まで降下した。降下途中は特にテンション異常は認められなかった。
・ 坑内は地層内フラッシュしており，深度 500.1m における坑内圧力は 0.681MPaG
および坑内温度は 219.80℃であった。
・ プロダクション中の Well 8 において，PTS データおよび坑内サンプル（採取深度(1 深度)：500.1m）を同時に取得した。
・ 流体流入深度は深度 500.1m 以深(100%)であった。また，途中深度で温度アノマ
リ等は認められなかった。
・ 検層区間における坑内流体は過熱蒸気であり，測定温度は測定圧力から求めた飽和温度より約 50℃高い値であった（第Ⅱ-2-1-3-2-6 図）。

176

第Ⅱ-2-1-3-2-9 表

Well 8 PTS サンプラ検層結果概要

坑井

Well 8

検層

プロダクション検層

実施年月日

平成 27 年 1 月 20 日

坑口圧力0.63 (MPaG)

噴気流量

蒸気流量:17.6t/h, 熱水流量:0t/h

ケーブルスピード
検層深度
フラッシュ開始深度20(m/min)
0～500.1 (m)※事前ダミーで 514m 以深降下不能(テンション低下)

地層内

坑内圧力

0.681(MPaG) (at 500.1m)

坑内温度

219.80(℃) (at 500.1m)

流体流入深度(流入割合)
坑内サンプル取得深度(採取量)500.1m 以深 (100%)
1 月 20 日: 500.1m (100.7g)
・ダミー検層器
全長：5.18m(重錘+セントラライザー)
最大外径：69.8mm

測定器編成

重量：約 100kg
・PTS サンプラ検層器
全長：10.61m(重錘+検層器+セントラライザー)
最大外径：69.8mm
重量：約 200kg

177

Well 8

0.2

PRESSURE [MPaG]

0.4

0

50

0
0

200

0.6

100

INCL[deg]

0

10

20

0.8

TEMPERATURE [Deg.C]

400

150

SPINNER [RPS]600

9-5/8" CSG

100

DEPTH [m]

200

300

400

500

INDEX

[検層条件]
PTSサンプラー検層（下げ計測）
坑口圧力：0.63MPaG
圧力
蒸気流量：17.6t/h
温度
熱水流量：0t/h
測定圧力から求めた飽和温度
スピンナー

第Ⅱ-2-1-3-2-6 図[坑内サンプル取得]
深度500.1m(100.7g)

Well 8 PTS サンプラ検層結果

178

1.0

1.2

200

250

800

1000

３. Well-12 トレーサ試験(1) 概要
熱水の流動が卓越している地熱貯留層を対象としたトレーサ試験では，還元井などからトレーサを注入する際，熱水に溶解して移動する化学成分が使用される。これらには，
ウラニンや KI，スルホン酸ナトリウムなどが知られる。注入されたトレーサは熱水中に希釈されながら移動し，生産井から地熱流体と共に湧出する。
これに対し，今回対象とする柳津西山地域の地熱貯留層は，蒸気生産に伴う減衰により地層内でフラッシュし，
一部は過熱化（すなわち熱水が無く過熱蒸気が存在する状況）していると考えられている。この様な貯留層では，熱水中に溶解・拡散するトレーサでは適切に坑井間の導通性を評価する事が出来ない。
そこで，今回は二相状態の貯留層内部において，蒸気（気相）中に拡散する気相および二相トレーサを用いた調査を実施した。
複数の異なる化学種（温度特性などが異なる）をトレーサとして用いると，それぞれの応答差からトレーサが通過する経路およびその状態に関する情報が得られる事も期待される。例えば，Ezzedine et al. (2012) は，複数の異なる化学種をトレーサとして用い，
これにフラクチャモデルやモンテカルロシミュレーションなどを組み合わせた解析を行い地下水の流動経路について議論している。Hirtz et al. (2010)は，インドネシアのDarajat 地熱地域（蒸気卓越型貯留層）において，高温岩体貯留層の調査に HFC/PCF
やアルコールなどの特性の異なる気相トレーサを組み合わせて使用し，注入水の蒸気化プロセスなどについて検討している Darajat では，R-134a(HFC)と 2 種類の PCF，3
種類のアルコールトレーサを用いた調査例があり，3 本の還元井にハイドロフルオロカ
ーボンまたはパーフルオロカーボンと，アルコールを異なる組み合わせで注入し，応答の違いで蒸気化のステージの差が検討されている(Hirtz et al., 2010)。同手法は，過去にHirtz らによって米国ガイザース地熱地域の涵養検討のために実施されており，涵養設
計に有用と考えられる。

(2) 使用トレーサ
今回の試験では，以下のトレーサを用いた。
・ 気相トレーサ：シクロヘキサン・パーフルオロカーボン（25kg）

・ 二相トレーサ（1）：2,2,2 トリフルオロエタノール（570kg）

179

・ 二相トレーサ（2）：イソプロパノールアルコール（640kg）

気相トレーサのシクロヘキサン・パーフルオロカーボンはフロン族に属する物質であるが，常温で液体となる溶剤との混合流体となっており，米国の地熱コンサルタント会社である，Thermochem 社が製造している（製品名：Thermochem HTV-1-3-400）。いる。二相トレーサについては国内外でイソプロパノールアルコールが利用され，柳津西
山地熱地域でも利用実績がある。トリフルオロエタノールはイソプロパノールアルコー
ルに対して安定していると考えられ，両者では応答が異なる事が期待される。

(3) 試験方法
a. トレーサの注入調査では，シクロヘキサン・パーフルオロカーボン（気相トレーサ）を 25kg 程度，
トリフルオロエタノール（二相トレーサ）を 570kg（400 リットル），イソプロパノー
ルアルコール（二相トレーサ）を 640kg（800 リットル）準備した。
注入対象は Well 12 で，約 60t/h の注水を行いながら各トレーサを注入した。注水中は坑口で負圧となるため，各トレーサは坑口の袖バルブから吸い込みにより注入した。

b. サンプリング
サンプリングは主に Well 1～11 及び Well 13 の 12 坑井で実施した。トレーサ注入
日の前日にバックグランド分析用のサンプルを採り，トレーサ注入直後は 1 日程度の間隔で行い，時間が経過するに従い数日から 2 週間毎にサンプリング間隔を広げた。

c. 分析・解析
採取後のサンプルは分析所に送りトレーサ成分の濃度分析を行った。この際，全てのサンプルを分析するのではなく，各生産井で再湧出カーブが適切に表現される様，分析対象とするサンプルを選択した。
分析結果については，各生産井の生産履歴や注入井との位置関係，地熱流体の流動系を規制すると考えられる主要な断裂系などとの関係を考慮し，解析を行った。

180

(4) 試験結果
a. 気相トレーサ（PDMCH）
今回の調査では，主要な調査対象とした 12 坑井の内，Well 13 を除き同トレーサ成分が検出された。Well 23 は，対象域と異なる断層 D 系の生産井で，参照用にトレー
サ成分の検出の有無を確認したが，トレーサ成分は検出されなかった。トレーサ成分が検出された坑井の内，Well 1，Well 2，Well 3，Well 4，Well 5 については，トレーサ注入の翌日に取得された最初のサンプルでトレーサ成分が検出されている。気相
トレーサは濃度を調整しながら注入したため，注入時間に 8 時間程度を要しているが，これらの坑井の幾つかはトレーサ注入中にトレーサが再湧出した可能性も考えられる。

b. 二相トレーサ（2,2,2 トリフルオロエタノール：TFEA）
今回の調査では，調査対象とした 12 坑井の内，Well 1，Well 2，Well 3，Well 4，
Well 5，Well 6，Well 7，Well 8 の 8 坑井で同トレーサ成分が検出された。

c. 二相トレーサ（イソプロパノールアルコール：IPA）
Well 1 と Well 3 の 2 坑井からのみ再湧出が確認された。IPA は高温な貯留層内で熱的な安定性が TFEA よりも低いとされるが，これが反映された結果といえる。
一方で，IPA は分解するとアセトンになるため，TFEA 分析用に採取したサンプルを用い，サンプル中に含まれる IPA とアセトンの濃度を測定した。その結果，TFEAと同様に Well 1，Well 2，Well 3，Well 4，Well 5，Well 6，Well 7，Well 8 で再湧出が確認された。

(5) 解析結果
第Ⅱ-2-1-3-3-1 図に PDMCH の再湧出カーブ（濃度は正規化）を，第Ⅱ-2-1-3-3-2 図に TFEA の再湧出カーブ（濃度は正規化）を，第Ⅱ-2-1-3-3-3 図に IPA の再湧出カーブ（濃度は正規化）をそれぞれ示す。
今回の試験では，トレーサは観測対象とした生産井の殆どで検出された。気相トレー
サ PDMCH で 45％，二相トレーサの TFEA と IPA+AC で，それぞれ 71％，50％が回収された。
トレーサ回収率が高かった坑井は Well 1,Well 2 および Well 3 で，注入井（Well
12）の北西から西方に位置し，これら生産井は生産ゾーンの中心域に位置する。これら

181

の周辺の生産井ではトレーサ回収率は低下する傾向が示され，注入井の東側～南側では回収率は低かった。今回の試験結果は，トレーサ試験中に注入された水の少なくとも60％が貯留層で蒸気化して生産された事を示唆している。
今回の調査結果における注入水の回収率は，米国のザ・ガイザースやインドネシアのDarajat 地域で示された回収率の範囲に収まっている。また，本トレーサ試験結果にはシングルステージ沸騰モデルが観測結果に最も良く整合したが，これは貯留層の過熱状
態が注入水の蒸気化に大きな役割を果たしていない事を示している可能性を示すと考えられる。
しかし，本試験では試験条件の制約から，トレーサ注入の際に注水が短期間で終了されるなど，トレーサ試験期間中に試験の状況が変化しており，これがトレーサの回収率のカーブに影響を与えている可能性が考えられる。このため過熱域が注入水の蒸気化する様子を適切に表していない可能性も考えられる。よって，今後，より定常的な試験条件を設定した調査が必要と考えられる。

観測対象の生産井のトレーサ
PDMCH濃度を注入濃度で割って正規化したものを提示

0.1

Well01
Well02
Well03
Well04
Well05
Well06

Well07
Well08Well10
Well11
Well20

正規化した濃度
Normalized Concentration

0.01

1E-3

1E-4

1E-5

1E-6
0

20

40

60

80

Days Since Injection

トレーサ注入後の経過時間（day）
第Ⅱ-2-1-3-3-1 図

PDMCH の再湧出カーブ（濃度は正規化）

182

100

観測対象の生産井のトレーサ
TFEA
濃度を注入濃度で割って正規化したものを提示

0.1

Well01
Well02
Well03
Well04

Well05
Well06
Well07
Well08

Normalized Concentration
正規化した濃度

0.01

1E-3

1E-4

1E-5
0

20

40

60

80

100

Days Since Injection
トレーサ注入後の経過時間（day）

第Ⅱ-2-1-3-3-2 図

TFEA の再湧出カーブ（濃度は正規化）

観測対象の生産井のトレーサ濃度を注入濃度で割って正規
IPA+AC化したものを提示

0.1

Well01
Well02
Well03
Well04

Well05
Well06
Well07
Well08

Normalized Concentration
正規化した濃度

0.01

1E-3

1E-4

1E-5
0

20

40

60

80

Days Since Injection

トレーサ注入後の経過時間（day）

第Ⅱ-2-1-3-3-3 図 IPA の再湧出カーブ（濃度は正規化）

183

100

II－２－１－４ 地下構造解析
MT 法調査結果で得られた深部の比抵抗分布やブーゲー異常分布，および既にデータベース化されている情報から主要な生産・還元井，フィードポイント，地下温度分布図や微小地震分布など各種データを比較し，地質構造モデルの見直しを行った。

(1) 比抵抗分布と温度分布の比較
比抵抗分布については，2 次元インバージョン解析結果を用いて 3 次元比抵抗分布図を作成した。比抵抗分布図の作成では，本地域の貯留層の構造を規制する断層 G，断層
D および断層 C を横切る南西-北東方向の 2 次元解析結果を使用した。
比較的浅部（標高-500m）の比抵抗分布は，生産井の集中する断層 G 群の周辺では低比抵抗域が広がる様子を確認した。MT 法の 2 次元解析断面は断層 G を横切る南西-北東に走るが，低比抵抗域は北西-南東方向に連続的で，断裂系の構造と整合的であると考えられる。より深部の比抵抗分布は，断層 G を境に南西で低比抵抗，北東で高比抵抗が広がり，同断層系と整合性が見られる。
浅部に低比抵抗域が見られるが，同領域は高温域の上部に分布する。特に生産井の集中する領域の浅部低比抵抗分布では，100～150℃の領域域と特に比抵抗が低い領域（数～10Ω･m）の形状が整合的に見える。これは熱水上昇域の頂部に発達する粘土鉱物などの分布と相関があると考えられる。
一方，生産域の中心を横切る断面では浅部に低比抵抗域が分布し，かつ，生産井のフィードポイントが集中する領域の下方で，北東で高，南西で相対的に低比抵抗のコント
ラストが見られる。コントラスト域の上部は高温域の中心であることから，これは熱水上昇域を規制する断裂系との関係が考えられる。同比抵抗構造は深部まで続いており，
すなわち，貯留層に地熱流体を供給する断裂系が地下深部まで伸びている様子と関連性があると考えられる。微小地震の震源分布は，生産ゾーンの下方の高温域の中心で，かつ，比抵抗のコントラスト域に分布しており，流体流動を規制する断裂系分布との関連性が考えられる。一方，別の断面では浅部低比抵抗域の下方で北東-南西方向に比抵抗のコントラストは明瞭に見られないが，これら断面は生産ゾーンを横切るものの，生産域の中心から少し離れているといった位置関係から，深部からの熱水供給に関連する断裂
系の北西側－南東側境界の目安を示す可能性が考えられる。

184

(2) 比抵抗分布とブーゲー異常分布の比較
ブーゲ異常分布と比抵抗分布の比較では，生産域の中心である断層 H や断層 G 付近
では断層 B の走行と平行にブーゲー異常のコンターが分布するが，G～断層 F 付近でコンターが東西方向に折れ曲がる様子が示されている。これは，B および断層 G などによる地下の密度分布異常によるものと考えられる。
ブーゲー異常値は北東に向かって小さくなる傾向があるのに対し，比抵抗分布は生産域を中心に低比抵抗を示しており，両者に明瞭な相関性は見られない。

(3) 比抵抗分布と推定過熱域の比較
本地域では何本かの生産井から 20℃を超える過熱蒸気が生産されている。生産流体の過熱度は坑口の温度・圧力観測値から推定されているが，これら生産井は複数のフィードポイントを持つため，正確にはどの深度から過熱蒸気が生産されているかは不明である。しかし，ここでは過熱化の進んだ生産井について，坑口で計測された過熱度は主要なフィードポイントの過熱度を示していると仮定し，過熱度の分布図を作成した。
過熱度が高い生産井としては，Well 8，Well 5，Well 12, Well 18 があり，過熱度の分布図作成ではこれらのデータを参照した。なお，Well 12 および Well 18 については貯留層の過熱化に伴う HCl ガスの発生による酸性流体が問題化し，両坑井は現在，生産を停止している。
過熱度の分布図を作成するにあたり，前述の 4 坑井で観測された坑口での過熱度を各坑井のフィードポイントの温度として設定し，他の坑井のフィードポイントは過熱度を0 として与えて，3 次元クリギングにより過熱度分布を計算した。この時，Well 18 については坑井改修で深部のフィードポイントを閉塞させる事により酸性流体の問題は解消
したが，生産量が非常に少なくなり，生産がほぼ停止していることから，過熱蒸気は深部のフィードポイントから生産されたと考え，値を設定した。
断面図上では，20℃程度の過熱度が高い領域は標高-800m～-2,000m 付近にかけて分布する様子が示された。平面図上では，過熱度の高い領域は断層 H 南東側，断層 I 北西側および断層 F 南東側に広がっている様子が示された。また，これら過熱度の高い領域
は断面図上の 300℃を超える領域にも広がっている様子がうかがえる。300℃を超える
ような過熱化が進んだ貯留層では，Cl 濃度の高い流体がソースとなって HCl ガスが発生する可能性が知られており（例えば，Haizlip and Truesdell, 1988），Well 12 や Well

185

18 などの生産蒸気の酸性化が問題化した生産井ではこれら現象が起きていたと考えられている。

(4) 過去の注水影響の検討
本地域では，追加生産井の掘削や生産井のメンテナンス等を目的とした注水が行われているが，2001 年以降の注水や逸泥が他坑井に与えた影響の有無についてまとめている（奥会津地熱(株)内部資料）。
同資料によると，Well 15，Well 3，Well 6，Well 8，Well 5 への注水や掘削中の逸泥についてその影響が取り纏められ，干渉が認められたものが 19 回，求められなかったものが 20 回と記録されている。干渉が認められたものの内，約半数は蒸気量が増加する傾向を示し，残りは蒸気が減少する傾向を示している。また，同じ生産井への注水でも干渉が認められたり，認められなかったり，或いは，干渉があった場合でも蒸気量増加傾向を示す場合と減少傾向を示す場合がある。干渉経路については，多くの生産井は複数のフィードポイントを持つ事から，干渉の有った坑井間で最短のフィードポイントを結ぶなどの仮定が置かれている。
注水による干渉の多くは浅いフィードポイントからの注入水の流出が，深いフィード
ポイントの地熱流体流入に対して起きる傾向が高いと考えられている。干渉は蒸気生産の増加傾向を示すケースも多いが，現象傾向を示す傾向も示されている。生産井への注
水実施期間は数日から 1～2 週間程度，長くても 1 ヶ月程度と限られており，注水による蒸気生産量の増加傾向を示したケースでも長期間の注水が続いた場合の影響は十分には把握されていない。
いずれ，傾向としては浅いフィードポイントからの注水は短期間で周辺の生産井へ影響を与える可能性があり，涵養井の検討で留意する必要があると考えられる。

(5) まとめ
今回の調査では，生産井の集中する断層 G 群の周辺で低比抵抗域が広がる様子が示され，これは本地域の貯留構造を規制する断裂系と整合的であると考えられる。比抵抗断面では浅部に低比抵抗域が見られるが，同領域は高温域の上部に分布する。特に生産井の集中する領域の浅部比抵抗域は，100～150℃の領域域と特に比抵抗が低い領域（数～10Ω･m）の形状と整合性が見られる。これは熱水上昇域の頂部に発達する粘土鉱物など

186

の分布と相関があると考えられる。生産域の中心域は，浅部低比抵抗域で，かつ，生産
井のフィードポイントが集中する領域の下方で比抵抗のコントラストが見られたが，同領域上部は高温域の中心であることから，これは熱水上昇域を規制する断裂系が地下深部まで続いている様子を示していると考えられる。
一方，ブーゲー異常については，断裂系との関連性は見られるが今回調査した比抵抗構造との明瞭な相関性は認められなかった。
また，既存の情報から過熱化域について検討した。本地域では断層 H，断層 F 南東部，
断層 I 北西部の過熱化が進み問題化しているが，その分布を 3 次元表示で検討した。この内，断層 I，断層 F に属する生産井（Well 12，Well 18）では，貯留層の過熱化にともなう蒸気の酸性化（HCl ガス）が問題化し，これら生産井での蒸気生産は停止された。
地熱貯留層で 300℃を超える領域で過熱化が進んだ場合，Cl 濃度の高い流体がソースとなって HCl ガスが発生する可能性が知られているが，今回の検討でも 300℃以上の領域で過熱化が広がる様子が推定されており，生産蒸気が酸性化した問題の原因と考えられる。
また，本地域ではこれまで断層 G 系および断層 D 系の南西側から貯留層に流体が供給されていると言った地熱構造モデルが採用されているが，先に示した地下温度分布では，貯留層全体から見ると北西側が高温域と示されており，流体生産域の中心となっている。この事から，数値シミュレーションに参照する地熱構造モデルとしては断層 G 北
西側の下方から系内に地熱流体が供給されている様子を採用するのが適切であると考えられる。
また，本研究では人工涵養により過熱化域の問題を解消し，蒸気生産量減衰の改善を図る事が目的とされるが，過熱域の検討から人工涵養の対象となるのは過熱域が広がる
断層 H，断層 F，断層 I が考えられる。現在，過熱域で生産が継続されているのは断層
H に属する生産井なので，本研究の涵養井の掘削位置の検討の際に考慮すべきと考えら
れる。

187

II－２－１－５ 貯留層シミュレーション
１. 自然状態シミュレーション
第Ⅱ-2-1-5-1 図にブロックモデル図を示す。計算領域は，地熱流体の生産域および西山温泉を含む，北東－南西方向 10km，南東－北西方向 8km に設置した。鉛直方向の計算領
域は，涵養水が下降しながら熱を獲得して蒸気化し，上昇していく様を再現でき，かつ，
将来的に地熱流体の生産が温泉に与える影響を検討する事が可能な様に，標高-2,700m～
250m とした。計算ブロック平面分割については，生産井の密集した生産域，および西山温泉近傍は 100m×100m×200m に，その周囲は端に行くほど大きくなるように分割し，23×23×19＝8,993 個のブロックを作成した。なお標高 0m 以浅の浅部構造については，
今回は評価の対象としないためブロック構造をモデルに取り込んだだけで，モデル最適化の対象とはしなかった。
相対浸透率は，van Geuchten-Mualem モデルとした。これは，液相は van Geuchten
モデル（van Geuchten, 1980），気相は Corey モデル（Corey, 1954）を採用するものである。
奥会津地熱貯留層で生産される地熱流体には CO2 が溶存していることから，地熱貯留
層シミュレーションでは，数値計算モジュールとして溶存 CO2 を取り扱える TOUGH2 のEOS2（Pruess et al., 1999）を使用した。
計算領域の境界条件の設定は次の通りである。貯留層の深部では，熱伝導による熱の供給が考えられることから，計算領域下面は，350℃温度一定境界とした。さらに解釈温度分布により得られている高温部分を中心に，350℃の高温流体を 20t/h 流入し，対流系を再現した。計算領域側面の大部分は閉境界としたが，側面の一部の，標高-600～0m の位
置に圧力・温度一定境界を設置して，対流系の流出域とした。上面は温度圧力一定境界とした。
2 万年分程度計算して，安定した熱水対流系を作成し，坑井の温度分布から推定されている解釈温度分布と比較し，両者が整合的となる様にモデルを修正した。シミュレーショ
ンで計算した温度分布と解釈温度分布を比較した結果，両者は良く整合している。また，
第Ⅱ-2-1-5-2 図に最適化により調整した岩石パラメータの設定例（AH 層）を示す。図では，赤，ピンク，緑，水色で透水性の高い領域を示している。第Ⅱ-2-1-5-10 表に岩石に与えたパラメータを示す。

188

標
高
（
ｍ
）

層構造

Xグリッド
Yグリッド

第Ⅱ-2-1-5-1 図

減衰予測モデルのブロック分割（国土地理院発行の地形図に一部加筆）

189

Yグリッド

1

AH層

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

Xグリッド

第Ⅱ-2-1-5-2 図

第Ⅱ-2-1-5-10 表

岩石パラメータ設定例（AH 層）

自然状態シミュレーションに与えた岩石パラメータ（平均的な値）

高透水ゾーン（生産ゾーン）
パラメータ値
水平方向浸透率 1.0E-14～1.0E-15
鉛直方向浸透率 1.0E-16～1.0E-17
空隙率
0.1
熱伝導率
2.5
比熱
1000
密度
2100
低透水ゾーン
パラメータ
水平方向浸透率
鉛直方向浸透率
空隙率
熱伝導率
比熱
密度

値
1.0E-16～1.0E-17
1.0E-17～1.0E-18
0.1
2.5
1000
2100

190

単位
m2
m2
W/m℃
J/kg℃
kg/m
単位
m2
m2
W/m℃
J/kg℃
kg/m

２. ヒストリーマッチング
ヒストリーマッチングシミュレーションでは，生産ブロックを与え柳津西山地熱発電所
運転開始以降の生産ヒストリーを再現した。自然状態シミュレーションではポーラスモデ
ルを用いたが，ヒストリーマッチングシミュレーションでは MINC（Multiple Interacting
Continua）モデルを用いた。シミュレーションでは，各生産井の流体エンタルピーが観測値と整合する様，MINC パラメーターモデルブロックの透水性分布，空隙率分布を調査してモデルの最適化を行った。
1995 年の運転開始以降から 2012 年までの各坑井の生産量履歴，および，各坑井のフィードポイントの生産率から，各坑井のフィードポイントでの生産量履歴を算出し，入力値として与えた。各坑井の生産量とは，蒸気と熱水の合計流量とした。
初期条件は自然状態シミュレーションの結果とし，フラクチャとマトリックスには，相当するブロックの結果を等しく与えた。
ヒストリーマッチングシミュレーションでは，各坑井のフィードポイントに相当するセルでエンタルピーが計算されるので，計算されたエンタルピーの履歴と実測値とを比較し，両者が整合するように，モデルの最適化を行った。なお，エンタルピー実測値として，トレーサ法による二相流計測結果を用いた。
第Ⅱ-2-1-5-3 図に入力した生産ヒストリーと計算された生産流体エンタルピーと観測値の比較例を示す。図では生産流体エンタルピーが計算値と観測値で整合的で有る様子が示されている。また，本地域では発電所定期検査時に生産井を停止させた際の坑口圧ビルド
アップデータから，貯留層圧力経年変化を推定しているが，これとモデルで計算した貯留層の圧力変化を比較したものを同じ図に示した。図では，圧力変化の傾きが計算値と推定値で整合的である様子が示されている。

191

流体生産量（計算入力）

60

蒸気生産量（計算出力）

40

20

1995

1999

2007

2011

2015

坑口圧力(観測値より推定)

12
MPa

2003

最浅フィードポイント圧力（観測値より推定）

平均フィードポイント圧力（観測値より推定）

8

坑井セルフラクチャ圧力（計算出力）

4

1995

1999

2003

2007

2011

2015

×1000kJ/kg

3
2

坑口エンタルピ(観測値より推定)
坑井セルフラクチャエンタルピ（計算出力）

1

1995

1999

第Ⅱ-2-1-5-3 図

2003

2007

2011

2015

ヒストリーマッチングシミュレーション例（Well9）192

３. 生産・還元挙動予測シミュレーション
ヒストリーマッチングシミュレーションで最適化されたモデルを用いて，柳津西山地熱地域における将来的な減衰予測を行った。減衰予測ではモデルに与えた各生産井に坑底圧
力一定オプションを与え，ヒストリー計算の後（2012 年以降）の生産量を計算した。第Ⅱ-2-1-5-4 図に結果を示す。今回の計算では，人工涵養の対策や追加生産井掘削の対策を行わず，現在の生産がそのまま継続された場合，現在は約 300t/h の蒸気量が生産されているが，15 年後にはこれが約 200t/h になるという予測結果となった。
同モデルを用いた涵養効果の検討例については，Ⅱ-3-1-1 章に示す。

193

対策しない場合の減衰予測

生産ヒストリ

蒸気+熱水

現在から約15年後の減衰（蒸気量約300t/h=>約200t/h）

蒸気+熱水

蒸気
蒸気

第Ⅱ-2-1-5-4 図

減衰量予測シミュレーション結果

194II－２－２－４ 涵養井の仕上げ方法
本涵養井を断層 H に設けるに当たり，既存生産ゾーンを掘り抜いてケーシングパイプで遮蔽し，既存生産井の流入点以深に流出点を設けることが重要である。この場合，既存生産ゾーン通過時に逸水が発生した時は，セメンチングによる裂かの閉塞とケーシングパイ
プによる遮水が必要であるが，セメンチングによる既存生産ゾーンへの悪影響（き裂閉塞など）が心配されてセメンチングを十分行えない場合は，ケーシングパイプ下端のみのセ
メンチングにより遮水する。
また，既存生産ゾーンに還元水が廻って，貯留層内の蒸気を冷却凝縮する等の 9-5/8”ケーシング破断等のトラブルを未然に防止するために，坑底部までチュービングパイプを挿入し，それを介して注水を行うことを検討する。

II－２－２－５ 地上設備
ここでは C サイトに涵養井を掘削することを前提として，地上設備は下記を検討した。

(1) 河川水ポンプ
河川水取水ピットから，河川水ポンプにて取水タンクまで汲み上げ，さらに取水ポン
プにて B サイトを経由して C サイトピットまで圧送する。

(2) 注水ポンプ
C サイトピットより注水ポンプにて河川水を汲み上げ，涵養井へ注水することを想定して，注水ポンプおよび関連設備等の設計を実施した。

(3) 地上配管
地上配管については，第Ⅱ-2-2-5-1 図に示すルートを検討した。

195

第Ⅱ-2-2-5-1 図

取水配管設備工事配管ルート

196II－２－３ 設備工事
II－２－３－１ 涵養設備工事
１. 涵養井(1) 14JN-R1 の掘削状況
a. 工事概要
涵養井の坑跡計画および仕上げ計画は，平成 25 年度ならびに平成 26 年度前半に実施した貯留層変動予測において，数値シミュレーションを行って求められた適正な涵養箇所・注水流量に基づいて決定された。平成 26 年度には，決定された計画に基づいて，涵養井の掘削工事を実施した。
掘削工事は，平成 26 年 10 月 11 日に掘削作業を開始し，8-1/2”坑掘削中に深度
1,926m で全量逸水，深度 2,034m でドリリングブレークが発生し，想定した断層 Hを捕捉できたと判断したため，深度 2,100.26m にて掘削作業を終了した。
また，坑井仕上げは，生産層付近の深度の 9-5/8”ケーシングが注水涵養時の大きな温度変化により破断する可能性が考えられることから，ケーシング内に 5-1/2”チュー
ビングパイプを設置し，9-5/8”ケーシングの破断を出来る限り防止する仕上げ方法とした。

b. 使用機器および設備配置
掘削に使用した主要機器を第Ⅱ-2-3-1-1-1 表に示す。これらの機器の配置は，第Ⅱ-2-3-1-1-1 図のとおりである。

197

第Ⅱ-2-3-1-1-1 表

主要掘削設備一覧表198

第Ⅱ-2-3-1-1-1 図

機材配置図

c. ケーシングプログラム
ケーシングプログラムの実績を第Ⅱ-2-3-1-1-2 表および第Ⅱ-2-3-1-1-2 図に示す。

第Ⅱ-2-3-1-1-2 表

14JN-R1 ケーシングプログラム（実績）

掘 削

ケーシングパイプ

坑径

深度(m)

サイズ

種 類

設置深度(m)

26”

159

20”

K-55 94.0#

0－154.44

17-1/2”

1,002

13-3/8”

K-55,TSH3SB,68.0#,R-Ⅲ
K-55,TSH3SB,54.5#,R-Ⅲ

0－997.05

ｾﾒﾝﾁﾝｸﾞﾌﾙﾎｰﾙ
ｲﾝﾅｰｽﾄﾘﾝｸﾞｽ
ECP.ESC2ｽﾃｰｼﾞ
LH:

12-1/4”

1,890

9-5/8”

K-55,TSH3SB,47.0#,R-Ⅲ

0－1,880.54

ﾗｲﾅｰｾﾒﾝﾁﾝｸﾞ
ﾀｲﾊﾞｯｸｾﾒﾝﾁﾝｸﾞ

8-1/2”

2,100

7”

L-80 13Cr,TSH3SB

1,840.23

ﾍﾞﾙﾏｳｽ落し込み

26.0#,R-Ⅲ 孔明管-2,100

ｾﾒﾝﾁﾝｸﾞ無し

199

第Ⅱ-2-3-1-1-2 図

14JN-R1 ケーシングプログラム200

d. 坑跡平断面図
坑跡平断面図（計画・実績）を第Ⅱ-2-3-1-1-3 図に示す。

第Ⅱ-2-3-1-1-3 図

14JN-R1 ターゲットおよび坑跡平断面図

e. 掘削作業経過
第Ⅱ-2-3-1-1-4 図にドリリングチャートを示す。掘削工事は，平成 26 年 10 月 11日に掘削作業を開始し，8-1/2”坑掘削中に深度 1,926m で全量逸水，深度 2,034m でドリリングブレークが発生し，想定した断層 H を捕捉できたと判断したため，深度2,100.26m にて掘削作業を終了した。

201

202

第Ⅱ-2-3-1-1-4 図 ドリリングチャート

f. 掘削状況
i) 26”坑掘削～20”ケーシング設置
26”坑掘削は，平成 26 年 10 月 11 日より開始し，深度 159.00m にて掘り止めとした。引き続き 20”ケーシング降下を行い，20”ケーシングシューを深度 154.39mに設置した。
20”ケーシングセット後，シールニップル編成を降下し，シールニップルからのリークが無い事を確認後，インナーストリングセメンチングを実施した。スラリー送
入後，地表へセメントスラリーが回帰したこと及びフローバックが無い事を確認後，シールニップル編成を揚管した。
セメント硬化待機後，暴噴防止装置（21-1/4”-5000psi HYD）を本設置し，坑口装置組立を行った。

ii) 17-1/2”坑掘削～13-3/8”ケーシング設置
17-1/2” 浚 渫 編 成 を 降 下 し ， 深 度 133.00m に て 20” ケ ー シ ン グ 加 圧 テ ス ト（20ksc/10min）を実施後，フロートシューを切削，26”坑掘り止め深度 159.00m
まで浚渫し揚管した。
17-1/2”掘削編成を降下し，深度 159.00m から 17-1/2”坑掘進を行った。深度
757.00m にて 24 kL/hr（一時全量）の逸泥が発生し，深度 764.00m まで掘り込んだ所で LCM 泥水（3%）10kL 送入し掘進を行った。逸泥量が減少傾向にあるため
作泥を繰り返しながら掘進を継続した。掘進中に深度 867.40m にて全量逸泥し，LCM 泥水（7%）15kL 送入したが逸泥状況の改善が認められなかったため，清水掘削を行った。
深度 1,002.00m を掘り止めとし，検層実施のため揚管を行った。検層終了後，
13-3/8”ケーシングを降下し，13-3/8”ケーシングシュー深度 997.32m に設置した。
13-3/8”ケーシングセット後セメンチングヘッドを取付け，ラインテストを行った
後，セメンチングを実施した。
セメント硬化待機後，ケーシングヘッド・暴噴防止装置（21-1/4”-5000psi HYD）
を解体し，暴噴防止装置（13-5/8”-5000psi 以後「BOP」という）を取付けた。

203iii) 12-1/4”坑掘削～9-5/8”ケーシング設置
坑口装置組立後，13-3/8”ケーシング加圧テスト（100ksc/10min）を実施した。
12-1/4”浚渫編成にてフロートカラー，セメント，フロートシューを切削したが，フロートシュー切削後に全量逸泥となった。17-1/2”掘り止め深度である 1,002.00m まで浚渫し，揚管してノズル位置 754.00m にて，プラグバックセメンチングを実施した。セメント硬化待機後，アニュラス補給を行い，水位の低下が無い事を確認し，浚い編成を降管した。深度 1,002.00m までセメントを浚渫し，MWD 掘削を行い，
深度 1,890.00m を掘り止めとし，検層のため揚管した。
検層終了後，9-5/8”ライナーケーシングを挿入，ライナーハンガー，セッティン
グツールスを降下し，ライナーハンガーをセットした（9-5/8”ケーシングシュー深
度：1,880.54m）。セメンチングツールスを接続し，9-5/8”ライナーハンガーCSG の
セメンチングを実施して，セメント硬化待機を行った。
逸泥のためライナーハンガー付近にセメントが無いと判断し，セメント硬化待機
後にスクイズセメンチングを 2 回実施した。
2 回目のスクイズセメンチング後，逸泥が無いことを確認し，12-1/4”セメント浚
渫 編 成 を 降下 ， 深度 712.05m ま で浚 渫 後， ライ ナ ー ラ ップ 部 の 加圧テ ス ト（65ksc/10min）を実施した。
9-5/8”タイバックケーシングを降下挿入後，セメンチングツールスを接続し，タ
イバックケーシングセメンチングを実施した。セメント硬化待機後，セメント浚渫
編成を降下し，管内加圧テスト（100ksc/10min）を実施した。その後，セメント浚
い を ラ ン デ ィ ン グ カ ラ ー 上 ま で 行 い ， 9-5/8” ケ ー シ ン グ 管 内 加 圧 テ ス ト（50ksc/10min）を実施し，深度 1,890.00m までセメントを浚渫した。

iv) 8-1/2”坑掘削～7”ケーシング設置
8-1/2”坑掘削は，沿角編成にて掘削を行った。掘削中，深度 1,926.30m 付近で全量逸泥が発生した。その後，清水による掘削を続行した所，ドリリングブレークの兆候が 2,031.00m および 2,034.00m の 2 ヶ所が認められた（2,031.00m WOB 8t→4t 2,034.00m WOB 8t →0t P.P 77ksc →66ksc）。深度 2,100.00m まで掘削を行い，(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構の立会検尺を実施した（立会検尺：深度
2,100.26m）。

204立会検尺後，検層 4 種目（温度・電気・音波・BHTV）を実施した。
検層終了後，7”ライナーケーシングとセッティングツールスを降下し，ガイドシ
ューを深度 2,100.26m にセットした（ベルカラー深度：1,840.48m）。

v) ストリングス倒管，TDS 解体，5-1/2”TBG 設置
7”ライナーケーシングを設置後，5”DP・6-1/2”DC・5”HWDP 等のストリングス
を倒管し，暴噴防止装置解体および坑口装置組替え（5-1/2”ケーシングスプール等），
トップドライブシステムリグダウン後に 5-1/2”TBG 降下（ノズル深度 1,814m），
マスターバルブおよびブラインドフランジを取付け，坑内作業を終了した。

２. 地上設備
貯留層変動予測において，数値シミュレーションを行って求められた適正な涵養箇所・
注水流量に基づき，取水ポンプや注水ポンプおよび注水・送水配管の仕様を決定した。

(1) 河川水取水ピット～涵養井サイトピット間の設備
涵養井への注水方法としては，河川水取水ピットから河川水ポンプにて取水タンクまで汲み上げ，
更に 3 台の取水ポンプにて最大流量 100t/h を直接涵養井に注水を可能とする設備とし，併せて涵養井サイトピットまでの送水も可能とさせた。
涵養注水に必要な設備を下記に示す。
① 河川水ポンプ
河川水取水ピットより送水しウォーターサイクロンを経て取水タンクへ給水する。
（1.0m3/min×30mh×2 台）
各レートでの涵養時の河川水ポンプの稼働は次の通り。

河川水ポンプ所有台数

50t/h 時70t/h 時100t/h 時

2台

1台

2台

2台

② 取水タンク
貯蔵された給水を取水ポンプへ送る。（12m3×1 台）

205

③ 取水ポンプ
取水タンク内の河川水を，3 台の取水ポンプにて C サイトピットまで圧送する。
（内
1 台は予備ポンプとする）（1.0m3/min×200mh×2 台， 0.7m3/min×200mh×1 台）
各レートでの涵養時の取水ポンプの稼働は次の通り。

取水ポンプ

所有台数

50t/h 時70t/h 時100t/h 時

3台

1台

2台

2台

④ 取水配管
短期間で施工可能な 150A パイプを 1.35km 敷設。

⑤ 電気・計装i)

動力制御盤：ポンプ用モーター，照明用

ii)

流量計

：100A，JIS20k，0～100t/hiii) レベル計：投げ込み式，0～4.0ｍ（管理精度向上のため）

iv) 光ネットワーク：奥会津地熱(株)管理センター～取水設備v)：東北電力(株) 近隣トランス～取水設備

電源(2) 涵養井サイトピット～涵養井間の設備
元々はサイト清水ピットより注水ポンプにて河川水を汲み上げ，涵養井へ注水する仕様であったが，取水ポンプにて最大流量 100t/h を直接涵養井に注水する仕様に変更した。
注水ポンプは涵養注水用配管・河川水ポンプまたは取水ポンプに不慮のトラブルが発生した場合における緊急注水用とした。
① 注水ポンプ：涵養井サイト清水ピットから水中ポンプにて涵養井へ圧送する。

（2.0m3/min×30mh×1 台）② 送水管：150A パイプ 0.35km 敷設。

③ 電気・計装i)

動力制御盤 ：水中ポンプ用

ii)

流量計

iii) レベル計：100A，JIS20k，0～100（200）t/h：電極式レベル計iv) 坑口圧力計 ：-0.1～15.0MPav)

配管圧力計 ：0.0～1.5MPa

206

(3) 流量・その他制御監視設備および方法
涵養井の坑口圧力・調整弁開度・配管内圧力・涵養流量，取水設備の河川水流量・河川水位・取水ポンプおよび河川水ポンプの運転状況について，奥会津地熱(株)西山事業
所内管理センターの DCS（Distributed Control System）にそれぞれのデータを取り込
み，調整弁開度・流量制御および設定値の変更については DCS より調整を実施することとした。
設備工事に当たっては，砂防指定地等管理や道路占用許認可後着工し，設備が完成した後に，河川水利取得の完成検査を得て，試験揚水が可能になった。

II－２－３－２ モニタリング網の整備
１. 弾性波モニタリング(1) 候補地選択
柳津西山地熱地域では，奥会津地熱㈱が設置した既存の 5 点の地表観測点を補完する
よう，5 点の地表観測点と 4 点の坑井内観測点を選択した（第Ⅱ-2-3-2-1-1 図）。各観測点の精緻な座標を決定するにあたっては，高精度な GNSS 測量器を用いた比較的長時間の測定を行い，
さらに国土地理院の電子基準点等情報を用いた後，解析により決定した。
柳津西山地熱地域は山間地の豪雪地帯であるにもかかわらず，選定・設置した観測網によって，平成 26 年 12 月から平成 30 年 2 月に至るまで大きな問題がないまま，安定して弾性波モニタリングを継続することができた。

207

第Ⅱ-2-3-2-1-1 図

AE/微小地震観測点の位置（地理院タイルに加筆，地表観測点：YAE-01～05，坑井内観測点：YAE-6～9，奥会津地熱（株）の地表観測点：OMS-1～5 の合計 14 観
測点）

(2) 地震計設置方法
柳津西山地熱地域では，第Ⅱ-2-3-2-1-1 図に示す位置に，地表観測点 5 点および坑井内観測点 4 点を新たに設置した。
地表観測点の設置にあたり，地震計設置孔の掘削，太陽光パネルの架台製作とパネル設置，地震計および観測機器・通信機器の設置の順に行った。地震計設置孔の施工にあたっては，小型の油圧ショベルで GL-2.0 m まで掘削し，その穴に塩ビパイプ（VU250）を立て込んで整形する等して作成した。太陽光パネルは，単管パイプ（φ48.6）で組み立てた架台に垂木止めクランプを利用して搭載した。機器の設置にあたっては，地震計の方位設定は磁気コンパスを使用して基準方向（N マーク）が真北の方向となるようにした（磁北の西偏を 7.5°とした）。観測点の動作にあたっては，地震計挿入直前に基本的な確認を行った。地表観測点の設置完了状況の一例を，第Ⅱ-2-3-2-1-2 図に示す。

208

第Ⅱ-2-3-2-1-2 図 柳津西山地熱地域における地表観測点の設置完了状況

坑井内観測点の設置にあたっては，奥会津地熱㈱が管理する地熱坑井を利用して設置した。坑井内の温度およびケーシングのセメンチング状況を検層により調査・確認し，その結果を踏まえて使用する観測機器を決定した。その後，観測器を長期連続運用するため，現地に 100/200V の商用電源を確保した。さらに，安全対策として坑口暴墳抑止装置を設置した。観測点設置後に，動作確認を行い，高感度でのデータ取得ができるこ

209

とを確認した。坑井内観測点の設置完了状況の一例を，第Ⅱ-2-3-2-1-3 図に示す。

第Ⅱ-2-3-2-1-3 図

柳津西山地熱地域における坑井内観測点の設置完了時の状況(3) 観測機器の選択（地震計，ロガー，電源）
柳津西山地熱地域では，地震計の周波数帯域上限は，観測点によって 100－1000 Hzとし，速度型地震計と加速度型地震計を併用した。データロガーのサンプリング周波数はすべての観測点で 1,000Hz とし，このような高サンプリングレートを実現できるロガーを選択した。電源について，地表地震計を用いた観測点については，太陽光電池とバッテリーによって電源を確保したのに対し，坑井内地震計を用いた観測点については，
商用電源によって電源を確保した。ここで，瞬時停電対策として UPS を付加して駆動をすることとした。

(4) オンライン・オフライン選択
柳津西山地熱地域では，各々の観測点において，地震計とデータロガーを接続し，観測波形データをデータロガー内の SD カードに記録した。また，3G 携帯電話インターネ
ット回線を利用して，取得された観測波形データをデータ集中管理用サーバー（柳津（アポロ）サーバー）に常時伝送し，コピーを逐一記録した（第Ⅱ-2-3-2-1-4 図）。インター
ネット回線を利用しているため，情報セキュリティに関しては十分に考慮して観測波形
データ通信システムを設計した。

210

第Ⅱ-2-3-2-1-4 図

柳津西山地熱地域における観測波形データ通信システム(5) 豪雪対策
柳津西山地熱地域のような豪雪地域では（第Ⅱ-2-3-2-1-5 図），電源の電圧低下による観測機器の停止を避けるための対策が必要であった。具体的には，太陽光パネル面と架台周辺の除雪や，使用しているバッテリーを劣化チェック・交換等を行った。その結果，観測期間中はトラブルなく観測点を運用し，弾性波モニタリングを継続することができた。

第Ⅱ-2-3-2-1-5 図

冬季の柳津西山地熱地域 地震観測点付近の様子

211(6) イベントデータ特定（手動・自動）柳津西山地熱地域で取得された観測波形データに対して，目視観察を注意深く行い，
日々イベントの特定を行った。ここでは，バンドパスフィルタを柔軟に複数帯域適用しながら波形の観察を行い，その結果を踏まえてイベントデータを特定した。
また，波形データからイベントを特定し，震源決定までを自動で行う，AE/微小地震
自動解析ソフトウェアを開発した。開発した自動解析ソフトウェアの全体解析処理フロー詳細を第Ⅱ-2-3-2-1-6 図に示した。

第Ⅱ-2-3-2-1-6 図

自動解析ソフトウェアの全体解析処理フロー詳細212

２. 温泉変動調査(1) 温泉変動調査
柳津西山地熱地域の場合は，生産・還元域の北～北東方に西山温泉が分布している。
源泉は 9 箇所あり，そのうちの 8 箇所を対象とした（残りの 1 箇所は所有者が在宅しておらず源泉へのアクセスが原則不可のため，止むを得ず対象から除いている）。既往調査の結果から，深部の地熱流体が温泉帯水層への流体供給源の一つとなっている可能性があると考えている。

３. 有感地震
柳津西山地熱地域は山間部で傾斜地が多く，地表は粘土・砂や腐葉土で覆われている。
且つ杉等，背の高い樹木の森林が大半で，奥会津地熱株式会社の敷地やその周辺ではⅠ-1-2-2 章 4 項で述べた気象庁の指針を全て満足する箇所は見つけられなかった。次善の箇所を検討した結果，①斜面・背の高い樹木からなるべく離れた平地である，②通行量の多い道路から離れている，③地下タンク・ピット等が近くにない，④敷地を造成した際に盛土していない，⑤積雪期でも容易にアクセス可能で電源も容易に取れる，という理由で，
奥会津地熱㈱西山事業所の正面玄関前を選定した。設置箇所には気象庁の指針に示された寸法のコンクリート製台座を構築し，震度計を固定した（第Ⅱ-2-3-2-3-1 図）。台座の周囲はコンクリートで簡易舗装し，その上に小屋を掛けて雨雪から保護した（第Ⅱ-2-3-2-3-2図）。
柳津西山地熱地域の場合は震度の計測のみを目的としたため，GPS 時計等は取り付けなかった。地震の揺れを検知した時刻は震度計に内蔵されている時計で計測することにし，担当者が概ね一週間毎にマニュアルで時刻合わせを行っている。設置箇所が観測担当者の常駐する事務所のすぐ前であるため，揺れを検知したことを自動的に報せるシステムは導入しなかった。
柳津西山地熱地域で採用した震度計の仕様は第Ⅱ-2-3-2-3-1 表の通りである。メーカーに依頼して，現地に据え付ける前に気象庁の検定を取得した(第Ⅱ-2-3-2-3-3 図)。

213

第Ⅱ-2-3-2-3-1 図

震度計設置状況第Ⅱ-2-3-2-3-2 図

震度計建屋全景

214第Ⅱ-2-3-2-3-1 表

奥会津地域で採用した震度計の仕様一覧

215

第Ⅱ-2-3-2-3-3 図

216

震度計の検定書II－３ 操業
II－３－１ 操業計画
II－３－１－１ 貯留層変動予測
涵養井掘削のための検討では，貯留層シミュレーションによる涵養効果の検討を行った。
柳津西山地熱地域において涵養効果検討のために構築した貯留層モデルを用い，適切な涵
養位置検討のための感度解析を行ったが，ここではこれを事例として示す。
同感度解析は以下の様に行った。
・ ベースケースとして涵養せずに生産を継続した場合を計算。
・ 涵養対象となるのは現在過熱化が進み，かつ，生産が行われている領域となる事から，
涵養対象域を断層 H とし，既存の生産域を除く領域から 7 箇所の涵養ブロックを選定。
・ 断層 I については，過熱化に伴い酸性蒸気が生産される様になったため，現在は過熱域からの生産が行われていない。そこで，参考用に 1 ケ所の涵養ブロックを選定。
・ 選定した 8 箇所の涵養ブロックに 15t/h，30t/h，50t/h，100t/h の 4 ケースの注水（注水温度 15℃）を行った場合を計算し，注水涵養を行わないケースの計算結果と比較することで，涵養効果を検討。

計算では MINC モデルを用いているが，断層 H での過熱化を再現するためにパラメータを調整した。その際に断層 G および断層 I で設定した浸透率などのパラメータを第Ⅱ-3-1-1-1 図に示す。これらパラメータについては 3 次元涵養モデルのベースとなった減衰予測モデルのパラメータを基に調整した。第Ⅱ-3-1-1-2 図と第Ⅱ-3-1-1-3 図に計算結果を示す。
第Ⅱ-3-1-1-2 図～第Ⅱ-3-1-1-3 図では，断層 H の生産井の蒸気流量の時間変化を示したが，2014 年 1 月以降が涵養効果の予測計算となっている。各ケースとも生産ヒストリーの部分は同じであるが，涵養計算の部分で涵養なし（黒線），注水量が 15t/h（水色），30t/h（ピンク），50t/h（青），100t/h（赤）の各ケースを比較している。各注水量の計算結果で
黒線（涵養なし）と重なっているものは，注水による蒸気生産量の増加が見込まれないケースで，黒線よりも生産量が増加しているケースは注水による蒸気量生産の増加が見込まれるケースとなる。
計算結果をみると，涵養予測計算では，涵養ブロック 3 および 2 に注水したケースで，注水による蒸気流量の増加が計算されているが，その他のケースについては，あまり明瞭217

に注水による蒸気生産量の増加が示されていない。これは，涵養位置が断層 H の南東側で，かつ，過熱域から近く，比較的浅い地点へ注水するケースで涵養効果が得られる様子を示していると考えられる。
ここで，実際に涵養井の掘削を検討した場合，涵養設備などの設置を考えると掘削は C
サイトから行う必要がある。もし，断層 H の生産域の下部および上部，北西部（涵養ブロ
ック 4,5,6）に向けて C サイトから傾斜掘りで掘り進む事を考えると，既存井が集中する領域をコントロールボーリングで迂回しながら掘削する事が必要となる。これは技術的には可能であっても，掘削が既存の生産井へ影響を及ぼす危険性が考えられる。また，3 次
元涵養モデルを用いた解析ではこれら領域への注水に対する涵養効果は大きくない。
この事から，涵養井掘削予定基地である C サイトから南方で既存の生産井が無い領域に設定した涵養ブロック 2 と 3 は，掘削条件からも涵養効果からも有望な涵養域であると考えられる。ここで，涵養ブロック 2 と涵養ブロック 3 については注水による蒸気量増加の効果が計算されたが，涵養ブロック 1 についてはこれが明瞭に示されていない。
そこで，涵養ブロックの深度と効果についてもう少し詳細な検討をすすめるため，涵養ブ
ロック 1.5 を涵養ブロック 1 と 2 の間に設定し計算した。第Ⅱ-3-1-1-4 図に涵養ブロック
1，1.5，2，3 にそれぞれ注水したケースを比較した。
各図の右上に示したグラフは，涵養計算において涵養なしと各注水量の計算結果の差分を累積したもので，注水に伴う蒸気生産量の増加分を示している。同図では，涵養ブロッ
ク 3，2，1.5 については涵養効果が認められるが，涵養ブロック 1 については涵養効果が殆ど認められない様子が示されている。また，浅いブロックへの涵養が，より高い効果を示しているが，涵養ブロック 2 および 1.5 では注水流量が多くなると涵養効果が相対的に小さくなる様子も示されている。これは，過熱域については浅部へ注水する方がより高い
涵養効果が期待される様子を示していると考えられる。

218

第Ⅱ-3-1-1-1 図

モデルに与えた主要なパラメータ

219

220

第Ⅱ-3-1-1-2 図

涵養予測計算結果の比較（3 次元涵養モデルの断層 H の生産量を比較）(1)221

第Ⅱ-3-1-1-3 図

涵養予測計算結果の比較（3 次元涵養モデルの断層 H の生産量を比較）(2)

222

断層 H モデルによる涵養効果の検討（基本ブロックモデル）（涵養効果は涵養ブロック 3>2>1.5>1 の順と推定される）

第Ⅱ-3-1-1-4 図

II－３－１－２ 涵養計画の策定
１. 涵養スケジュール
本研究では，操業に移行する前に，涵養効果の確認，最適流量の検討，および涵養時の各種データを取得することを目的として予備試験を実施した。予備試験の内容は，短期ス
テップレート試験，長期ステップレート試験および各試験中のデータ取得である。
各試験期間を検討するにあたり，過去に実施したトレーサ試験および注水試験結果を参照した。Well 12 で実施したトレーサ試験結果では，1 日以内でトレーサが回帰した生産井があり，奥会津地熱地域で過去に実施した注水試験では，早ければ 2 日程度で生産井への干渉が観測されている。したがって，涵養量の把握や短期的干渉を確認するための涵養期間は 2 日とし，短期ステップレート試験時の目安とした。また，長期ステップレート試
験は，シミュレーション結果に基づき，ある程度涵養効果（蒸気量の増加等）が見込める
1 ヵ月を目安とした。
第Ⅱ-3-1-2-1 図に涵養試験基本計画を，第Ⅱ-3-1-2-2 図に涵養スケジュールを示す。

223

224

モニタリング
データ等確認

流量増加
注水ポイント
等変更ほか
対策検討

干渉なし
涵養効果なし涵養流量が極端に小さい場合別途検討

掘削中の干
渉等を参考

干渉により，涵養流量が極端に小さい場合(例えばポンプ注水可能流量以下)等は別途対策を検討する。

○干渉した流量の直前の流量に減少さ
せ状況を確認(2日間程度)。
○問題なければ干渉直前の流量を最大として約1ヵ月のステップレート試験に移行。
○干渉を起こすようであれば，干渉を起こさない流量まで減少させ，約1ヵ月のステップレート試験に移行。

干渉(生産量減少等)

涵養試験基本計画(案)第Ⅱ-3-1-2-1
図 涵養試験基本計画

干渉を起こさない最大流量による涵養試験継続・監視

現象の分析

貯留層挙動解析・評価に基づく最適流量の検討・涵養試験継続・監視

ステップレート試験(各ステップ1ヵ月間程度)
50t/h⇒70t/h⇒100t/h
目的：貯留層挙動の把握，
直接的干渉の確認

干渉(生産量減少等)

短期ステップレート試験(トレーサ試験開始)(各ステップ2日間程度)
50t/h⇒70t/h⇒100t/h
目的：課題抽出，定流量試験計画設計，涵
養量の把握，短期的な直接的干渉の確認

涵養試験再開時2日間程度のステップレート試験の実施
し，透水性変化を確認。干渉を起こさない最大流量(直前に継続していた流量)による涵養試験継続・監視

涵養効果が
見込めない
場合につい
て検討

掘削中の干
渉等を参考

涵養最適
化の検討
および技
術マニュア
ル作成

✓ステップ
レート試験
時はビル
ドアップ計
測・解析
✓定検時
はシャット
インに伴う
フォールオ
フ計測・解
析

✓貯留層
挙動の解
析・評価
✓最適流
量の検討

貯留層解
析

✓坑口圧
力/流量モ
ニタリング
✓地化学
モニタリン
グ
✓トレーサ
試験
✓弾性波
モニタリン
グ
✓坑内PT
モニタリン
グ
✓PTS+sampler検層
✓温泉変
動調査

モニタリン
グ

4

定流量涵養試験

平成28年以降

定流量涵養試験

平成27年12月※柳津西山発電所は定期検査のため平成27年
9月から3ヵ月間(11月まで)停止予定平成27年9月

ステップレート試験

平成27年5月中

短期ステップレート試験

平成27年5月初

225

トレーサー試験涵養井

温泉変動調査追加坑内設置観測

地表設置観測坑内設置観測(well-30)

検層

1月

2月

第Ⅱ-3-1-2-2 図

掘削

設置

検層

生産井(Well-5，Well-8) 坑井試験(PTS+Sampler検層)

温度・圧力モニタリング

検層

検層

12月

平成26年
11月

涵養井 坑内調査

モニタリング井(Well-12)
坑内調査※短期ステップレート試験：涵養
量把握，干渉確認，定流量涵養
試験課題抽出，定流量涵養試験
計画設計(掘削中の逸水状況等
により判断)
ステップレート試験：定流量涵養
試験課題抽出，定流量涵養試験
計画設計，涵養量把握，干渉確
認，貯留層挙動の把握○涵養による変化の有無を確認する。
○涵養に関する課題の抽出。
○シミュレーションアップデートのための基礎データの取得。

内容・今年度の目標

モニタリング 弾性波モニタリング

坑井試験

涵養試験

涵養施設

涵養井掘削

項目
5月

設置・観測

観測

観測

8月

50/h

70t/h

観測

トレーサ投入，サンプリング

短期ステップレート試験，注水継続

検層100t/h短期ステップレート試験(各2日程度)

50/th，70t/h,100t/h

7月

平成27年
6月

バックグランドモニタリング ステップレート試験

4月

涵養試験スケジュール案

設置

3月

10月

発電所定検(78日間)

9月

11月

定流量

12月

２. 注水量
第Ⅱ-3-1-2-3 図に示すシミュレーション結果から，涵養ブロック 1.5（標高-1,500m）に注目すると断層 H モデル（基本ブロックモデル）では注水量 50t/h と 100t/h のケースではそれほど回収率は変わらない。一方，追加検討に用いた断層 H モデル（全方位細分化モデル）では初期には注水量 100t/h のケースにおける回収率が高いが，流体流動性が大きい
ため，時間経過とともに冷却が進み早期に流体生産を阻害してしまう可能性がある。注水量 15t/h や 30t/h のケースでは注水流体の散逸も鑑みると短期間では効果が現れない可能性がある。したがって，注水量は 50t/h 程度から始めるのが適当であると考えられる。その後，70t/h，100t/h とステップ的に増加させ，状況をみて 100t/h 以上の注水を試みる。
その後，最適流量について検討するとともに定流量涵養試験に移行する。
※ガイザーズの深部井では 500gpm（113t/h）以上のハイレートで注水が行われている。
一方，浅部井からの注水は 30～40t/h 程度で実施されている。

第Ⅱ-3-1-2-3 図

涵養ブロック 1.5 を対象とした場合のシミュレーション結果（左：基本ブロックモデル，右：全方位細分化モデル）

226

３. オペレーション方針
従来の奥会津地熱㈱監視強化フロー（停止検討条件）に従い，生産及び注水停止・注水量削減する（第Ⅱ-3-1-2-4 図）。
モニタリングによる注水停止・注水量削減等の検討要件を以下に示す。

(1) 涵養による影響と考えられる生産井の停止または蒸気量の減少
地化学データ・過熱度等のモニタデータを基に詳細に検討する。必要に応じて注水量の削減や注水を一時停止する。
注水再開時は，ステップレート試験により干渉流量をチェックする。

(2) 涵養井近傍における有感地震の発生・ 気象庁データで震源（震央），感震計（奥会津地熱（株）西山事業所に設置）で震度をチェックし，震度 3 以上の地震で震央位置が涵養井坑底から半径 500m 以内で発生した場合は，注水量を一旦最小量(50t/h)に削減する。削減後，地震発生と涵養の関係について検討し，以後の涵養オペレーションの方針について協議する。
・ 震度 4 以上の地震が発電所近傍で発生した場合は，一旦注水を停止する。停止後に地震発生と涵養の関係について検討し，以後の涵養オペレーションの方針について協議する。
・ 地元からの注水停止等に関する要望が出た場合はその対応について検討する。
・ 有感地震の場合の各町村への連絡は，OAG によりこれまでの手順通り実施する。

(3) 涵養効果が観測されない場合
モニタデータ等に涵養効果を示す傾向が見られない場合でも，上記(1)や(2)等，悪影響を示さない限り，注意深く推移を見守る。

227

従来のOAG干渉監視強化フロー(一部加筆)*1：DCS … 遠隔操作・監視システム 。事務所のモニターで状況が常時監視と，電動バルブの遠隔操作をする機器の総称。
*2：LCV … Level Control Valve の略。セパレータ下
流の熱水ラ イン に流量調整用のバッ
ファタンク（”ヘッダータンク” H/T）の水位をコントロールするためのバルブ。
*3：BDV … Blow Down Valveの略。ヘッダータンクの熱水をピットに放出するためのバルブで一種の安全弁。

モニタリングによる監視

注水開始○熱水/蒸気化学性状等• CL・NCG濃度変化・pH・EC・濁度等に注目• 涵養井近傍地化学モニタリング：Well-3，
5，6，8，11• トレーサ試験結果も参考

監視強化

過熱度or熱水のpH・EC・濁度
1日1回確認

蒸気流量/
坑口圧力トレンド
朝夕確認○涵養井PTモ ニタリング• トレンドや特異なイベント等に注目
N

トレンドに異常あるか?

○温泉モ ニタリング• トレンドや特異なイベント等に注目

Y○弾性波モニタリング• 震源位置およびマグニチュ ードに注目• 生産井側への近接に注目等

当該生産井の挙動を
DCS* 1 で頻繁に確認【停止検討条件】
a) 坑口圧0.7MPa以上 or
0.58MPa以下b) 二相圧力0.68MPa以上
or 0.59MPa以下c) 総熱水流量の脈動が頻発

停止検討条件a)～c)発生?

有感地震か?
YYN

DCSで熱水LCV* 2 開度とH/T液位を頻繁に確認

停止検討条件①～④発生?
Y

注水量削減や
注水一時停止

原因調査
対策検討

協議

生産井個別の
問題か?

原因調査
対策検討

気象庁データで震源(震央)，
感震計※1で震度チェック(並行してEGSネットワーク観
測結果解析)

Y

当該生産井
停止操作

トレンド等異常あるか?

N

Y

注水量削減や
注水一時停止等の検討

震源および深度に応じて注水
量削減および注水一時停止

生産井蒸気流量減少や坑口温度低下等の現象?
Y【停止検討条件】① 熱水LCV開度：Hアラーム(75%)
発報② H/T液位：Hアラーム(75%)
or Lアラーム(35%)発報③ 熱水BDV* 3 ：開動作
④ 発電所行き蒸気流量が急速に減衰

注水量削減や
注水一時停止等の検討

N

弾性波モニタリング
結果も含め，原因詳
細調査対策検討協議

注水停止

第Ⅱ-3-1-2-4 図 涵養オペレーション(生産及び注水停止・注水量削減)基本フロー涵養オペレーション(生産および注水停止・注水量削減)基本フロー
7228

II－３－１－３ トラブル対策の策定
涵養中は様々なトラブルが予想される。発生するトラブルを予想し，予め対策をとりま
とめ，できるだけ現場オペレーションを停止させることなくプロジェクトを進めることとした。トラブル対策は，項目，想定されるトラブル，重要度，対策，涵養に対する判断について整理しとりまとめた。第Ⅱ-3-1-3-1 表～第Ⅱ-3-1-3-9 表に涵養試験時のトラブル対
策を示す。

229

230

取水場 河川水ポンプの故障

取水ポンプの故障

取水場 電磁流量計の故障

取水場～管理センター間の通信機器の故障

取水タンク低の発生

ウォータサイクロンの損傷

河川水位異常上昇

河川水位低下（大雨発生時）

2 涵養設備3 涵養設備

4 涵養設備5 涵養設備

6 涵養設備

7 涵養設備

8 涵養設備

9 涵養設備想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

取水設備電源喪失

項目

1 涵養設備

No.

高

高

中

高

中

低

低

中

高

重要度
対策

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(1)

ウォータサイクロン入口配管を変更する間、一時的に注水量の削減を検討する。
一定時間は涵養注水継続が可能であるが、サイト内
ピットの貯水量は最大500ｍ3なので、注水量削減（50ｔ/ｈ）を検討するが、最大10時間後には停止となる。

補修または新規製作する。
補修または新規製作が完了するまで、ダイレクト（ウォータサイクロンを経由しない）でタンクへ給水する。
河川水ポンプと取水ポンプの性能が落ちるため停止する。
停止時間が長期になる場合は、注水降圧が必要となる。

河川水ポンプと取水ポンプを停止し、河川水取水口の 一定時間は涵養注水継続が可能であるが、サイト内
網の掃除を実施する。
ピットの貯水量は最大500ｍ3なので、注水量削減
停止時間が長期になる場合は、注水降圧が必要とな （50ｔ/ｈ）を検討するが、最大10時間後には停止となる。（土日の場合は待機者を呼んでから対応する）
る。

取水口清掃期間は注水（一時）停止となる。
ポンプ本体の故障の場合は、涵養注水量が50以上
100ｔ/ｈ未満であれば、代替えの水中ポンプを設置するまで、注水量削減（50ｔ/ｈ）を検討する。

河川水ポンプの入切を実施し、ポンプ本体の点検・清掃および状況に応じて取水口の清掃を実施する。
ポンプ本体の故障の場合は、同仕様の水中ポンプを新規に手配する。
手配期間中は、レンタル品を手配して入替する。
坑口圧力次第では注水降圧が必要となる。

既設取水設備では河川水位が4ｍに達した時点で停止している。
河川水位が2ｍ以下になったら再開している。
状況次第では、取水口清掃が発生する。

予備品を保有することで短期間で復旧できる。

手配期間中は、涵養井側の電磁流量計を代替えする
予備品を保有することで短期間で復旧できる。
ので影響は生じない。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
同仕様の電磁流量計を新規に手配する。

本体故障時は、初期対応としてOAGによる点検を、原
通信機器次第であるが、影響は生じない。
因不明時にはメーカーによる点検を実施する。
但し、長期になる場合は、注水（一時）停止を検討す
問題を特定して、本体もしくは部品を交換または新規る。
に手配する。

ポンプの特性上、影響は生じない。

備考

予備ポンプに切り替えて継続する。
故障したポンプを補修する。

本体の故障の場合は、同仕様の水中ポンプを新規に 涵養注水量が50以上100ｔ/ｈ未満であれば、代替え手配する。
の水中ポンプを設置するまで、注水量削減（50ｔ/ｈ）を手配期間中は、レンタル品を手配して入替する。
検討する。

電源は配電からのため、対策はなく復電を待つ。
電源喪失で瞬時注水（一時的）停止となる。
復電を待って注水再開となるが,坑口圧力次第では注 計画停電の場合は、Well19ピット貯水量で補うか、沢水降圧が必要となる。
水をWell19ピットへ50ｔ/ｈ送水して注水継続が可能だ
が、注水量の削減を検討する。

第Ⅱ-3-1-3-1 表

231
低

低

涵養井 電磁流量計の故障

涵養井 坑口圧力計の故障

涵養井 配管圧力計の故障

涵養井（Cサイト）～管理センター間の通信機器の故障涵養井地上設備（高圧配管）からの漏洩

15 涵養設備

16 涵養設備

17 涵養設備18 涵養設備

19 涵養設備

低

低

低

低

圧力調節弁の故障

14 涵養設備低高涵養井（Cサイト)電源喪失

送水配管からの漏洩

12 涵養設備

低高

重要度

13 涵養設備

取水場～管理センター間の通信機器の故障

11 涵養設備

想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

河川水位低下（0.51m未満）

項目

10 涵養設備

No.

対策

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(2)備考

予備品を保有することで短期間で復旧できる。

手配期間中は、現地のブルドン管を代替えするので影響は生じない。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
同仕様の配管圧力計を新規に手配する。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
通信機器次第であるが、影響は生じない。
問題を特定して、本体もしくは部品を交換または新規 但し、長期になる場合は、注水（一時）停止を検討すに手配する。
る。
増し締めまたは補修で漏洩が止まれば影響は生じない。
それ以外であれば、停止・継続も含め検討する。

予備品を保有することで短期間で復旧できる。

手配期間中は、現地のブルドン管を代替えするので影響は生じない。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
同仕様の坑口圧力計を新規に手配する。

漏洩があれば、増し締めまたは補修を実施する。
上記以外の場合は、補修法を検討する。

手配期間中は、取水場の電磁流量計を代替えするの予備品を保有することで短期間で復旧できる。
で影響は生じない。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
同仕様の電磁流量計を新規に手配する。

予備品を保有することで解消できる。

特に影響は生じない。

手動操作にて十分に対応可能。

予備品を保有することで短期間で復旧できる。

現地手動にて開度を調整する。
故障内容次第では、メーカーによる点検を実施する。

既設受電から非常用発電機に切替する際は、事前に取水ポンプからダイレクトに注水することになり、影響
取水ポンプからダイレクトに注水する配管に切り替えを生じない。
る。

施工事業者にて補修を行う。

基本的に補修期間は注水（一時）停止となる。
短期間であればWell19ピット貯水量で補うか、沢水を
Well19ピットへ50ｔ/ｈ送水して注水継続が可能だが、注水量の削減を検討する。
長期間の場合は、注水量50ｔ/ｈで継続もしくは停止を検討する。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
通信機器次第であるが、影響は生じない。
問題を特定して、本体もしくは部品を交換または新規 但し、長期になる場合は、注水（一時）停止を検討すに手配する。
る。

沢水および熱水を用いた可能な範囲（河川水位が低河川水ポンプと取水ポンプを停止する。
下する渇水期の場合、沢水も取水不可の可能性が高
停止時間が長期になる場合は、注水降圧が必要とな
河川水位が0.51ｍ以上になったら再開する。
い）での涵養注水継続（注水量削減）をするか、注水
る。（土日の場合は待機者を呼んでから対応する）（一時）停止するか検討する。

第Ⅱ-3-1-3-2 表

232

過熱度上昇

過熱度低下

過熱度低下（26℃未満）

坑口圧力値の異常

27 坑口温度(過熱度)

28 坑口温度(過熱度)

29 坑口圧力

温度プローブの異常

24 坑口温度(過熱度)

26 坑口温度(過熱度)

熱水流量増加23 蒸気量(熱水量)

温度計本体の故障

蒸気流量減少22 蒸気量(熱水量)25 坑口温度(過熱度)

蒸気流量増加21 蒸気量(熱水量)想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

流量測定機器トラブル

項目

20 蒸気量(熱水量)

No.

中

中

中

中

低

低

高

高

低

低

重要度

対策

注水の影響によって蒸気がquenchされて減少する場
合，蒸気のNCG濃度が上昇し，且つ熱水の化学成分濃度が低下すると予想する。

同上

24時間以内に2t/h以上の減少が見られた場合，NCG 速やかに3者協議し，減少が涵養注水の影響だと判
濃度・熱水化学性状データも併せて確認する。
断されれば，注水量減または注水一時停止。
24時間以内に別添の表に示した量以上の増加が見ら速やかに3者協議し，増加が涵養注水の影響だと判れた場合，NCG濃度・熱水化学性状データも併せて断されれば，注水量減。
確認する。

蒸気量や化学性状に特段の変化が無ければ，涵養
この機会に予備を購入すべきと考える。
注水をそのまま続行。変化があれば，3者検討する。

坑口圧力：0.70Mpa以上ｏｒ0.58Mpa以下または二相
流圧力：0.68Mpa以上ｏｒ0.59Mpa以下の停止検討条件になった場合は、当該生産井を停止する。
冬期間については、凍結も考えられるのでドレンブローの実施。

坑口圧力の凍結でない場合は、注水量削減や注水（一時）停止を検討する。

測定頻度を2回/1日に上げ、監視強化する。熱水が噴 過熱度が2連続で26℃未満となった場合は、注水量を出していないか確認，している場合はpH，ECを測定す 50t/hまで削減、もしくは注水（一時）停止を検討する。また、蒸気量に変化が無いかについても要監視。 る。

当面は静観する。（ただし，蒸気量に変化が無いか要
人為的なバルブ操作をしていないにも関わらず過熱度
監視）が前月比で5℃以上低下した場合，3者検討にて追加
5℃を下回ったら，熱水が噴出していないか確認，して測定の要否や注水量変更の要否を討議する。
いる場合はpH，ECを測定する。

人為的なバルブ操作に拠らずに過熱度が上昇傾向を示した場合，HCｌガスの湧出が心配される。
凝縮水のpHが4.0を下回った場合は，速やかに3者検 過熱度が上昇すること自体は問題にならないが，それ人為的な操作を何もしていないのに，過熱度が前月 討にて，追加測定の要否や注水量の変更の要否を討 に伴って蒸気量の減少やHClガスの噴出が生じるよう比で3℃以上上昇した場合は，凝縮水のpH，ECを速 議する。になると要対策と考える。
やかに測定する。

温度計本体の予備が無いため，測定を延期する

予備のプローブがあり，速やかに入れ替えすれば，測判断には影響しない
定可能。

蒸気流量の増加自体は良い傾向であり，静観する。

涵養開始当初は，涵養水が充分に温度回復して蒸気量が増えるが，貯留層が冷却されてくるに従って逆に減ってくることも考えられる。

備考

そのまま涵養注水続行。ただし，蒸気量が減少に転じることがないか，熱水量が増加することはないか，
引き続き注視する。

影響なし。

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(3)トラブル箇所を特定（圧力計本体or伝送系）し，速や
かに修理または予備品に交換する。

第Ⅱ-3-1-3-3 表233

pH,EC測定器の故障

濁度測定器の故障

pHの上昇（バックグラウンド値より1以上）

pHの低下（バックグラウンド値より1以上）

36 pH, EC, 濁度

37 pH, EC, 濁度

38 pH, EC, 濁度

39 pH, EC, 濁度

中

中

低

低

中

涵養井 坑口圧力の上昇（注水期間中に少しずつ坑口圧力が上昇する場合）

35 坑口圧力中中涵養井 坑口圧力の上昇

33 坑口圧力低涵養井 注水降圧不能（長期注水停止後等で坑口圧力が回復している状況
からの注水降圧時に圧力低下しない場合）

通信機器の故障

32 坑口圧力低中

重要度

34 坑口圧力

坑口圧力計（伝送器）の本体の故障

31 坑口圧力

想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

停止(休止)生産井 坑口圧力値の変化

項目

30 坑口圧力No.

蒸気流量の減少またはNCG濃度・熱水性状に注水によるとみられる変化があると判断した場合には、一度涵養注水を中断し3者協議を実施する。
手配期間中は、現地のブルドン管を代替えするので影響は生じない。
但し、長期になる場合は、注水（一時）停止を検討す
る

坑口圧力が通常値より0.30Mpa以上変動した場合
は、当該休止井周囲の生産井の蒸気流量，NCG濃度，熱水性状を監視する。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
同仕様の坑口圧力計を新規に手配する。

実際に上昇している場合は、注水量を調整するが、場合によっては注水（一時）停止または注水箇所を増や ガス抜きもしくはブリード弁からの注水も検討する。
す検討をする。

遊休品を転用することも可能である。

備考

代替品の手配が速やかにできれば、影響は生じない。

メーカー代理店に修理依頼および代替品を手配をする。

pHの低下が連続的であり、生産井蒸気量減少や坑口pHの低下が連続的（7測定日以上）にみられるか等、 温度低下が併せてみられれば、3者検討を依頼する。 バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動
低下トレンドの特徴を確認する。
また、pHが4を下回り、地化学データからも酸性流体 下限
生成の可能性がある場合、3者検討を依頼する。

pHの上昇が連続的（7測定日以上）にみられるか等、 pHの上昇が連続的であり、生産井蒸気量減少や坑口 バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動
上昇トレンドの特徴を確認する。
温度低下が併せてみられれば、3者検討を依頼する。 上限対策中は予備品を使用して測定するので、影響は生じない。

故障の原因を特定し、部品交換等の修理をする。また、測定器の予備品を常備しておく。

5-1/2Bチュービングへの注水を継続しながら現地で 圧力低下が見られない場合、またガス抜き管の温度
ガス抜き時にはサイト周辺にいる作業者は避難する。
ガス抜き管を接続したブリード弁を少しずつ開けて、溜 が上昇した場合には、一度作業を中断し3者協議を実
また近郊サイトにも作業者が立ち入らせない。
まっているガス抜きを実施する。
施する。

5-1/2Bチュービングへの注水を継続しながら、現地で 圧力低下が見られない場合、またガス抜き管の温度
ガス抜き時にはサイト周辺にいる作業者は避難する。
ガス抜き管を接続したブリード弁を少しずつ開けて、溜 が上昇した場合には、一度作業を中断し3者協議を実
また近郊サイトにも作業者を立ち入らせない。
まっているガス抜きを実施する。
施する。

現地坑口ブルドン管の圧力と配管圧力を確認する。

本体故障時は、メーカーによる点検を実施する。
通信機器次第であるが、影響は生じない。
問題を特定して、本体もしくは部品を交換または新規 但し、長期になる場合は、注水（一時）停止を検討すに手配する。
る。

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(4)対策

第Ⅱ-3-1-3-4 表

234
中

中

中

中

熱水中の溶存成分濃度の低下（バックグラウンド値より30%以上）熱水中のSO4濃度の上昇

蒸気中のNCG濃度の上昇 （バックグラウンド値より30%以上）

蒸気中のNCG濃度の低下 （バックグラウンド値より30%以上）

45 地化学(NCG)

46 地化学(NCG)

47 地化学(NCG)

48 地化学(NCG)

中

低

濁度の急変

43 pH, EC, 濁度

中原子吸光分光光度計の故障

ECの急低下42 pH, EC, 濁度

中

中

重要度

44 地化学(NCG)

ECの低下（バックグラウンド値より30%以上）

41 pH, EC, 濁度

想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

pHの急変

項目

40 pH, EC, 濁度

No.

対策

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(5)

対策が遅滞なく行えれば、影響は生じない。

バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動
下限

備考

蒸気中のNCG濃度の低下の特徴（低下度合い、トレンド）を確認する。

蒸気中のNCG濃度の上昇の特徴（上昇度合い、トレンド）を確認する。

蒸気中のNCG濃度の低下が連続的であり、生産井蒸
バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動
気量減少や坑口温度低下が併せてみられれば、3者下限検討を依頼する。

蒸気中のNCG濃度の上昇が連続的であり、生産井蒸
バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動
気量減少や坑口温度低下が併せてみられれば、3者
上限検討を依頼する。

SO4濃度上昇とともにpH低下がみられる場合、硫酸
酸性流体生成が考えられる。また、SO4濃度上昇ととSO4濃度上昇トレンドの特徴や、pH、注水状況等を確もにCa濃度が上昇する場合、温度低下に伴う硬石膏認する。
の再溶解が考えられる。両者の場合とも、3者検討を依頼する。

熱水中の溶存成分濃度の低下が連続的であり、生産
熱水中の溶存成分濃度の低下の特徴（低下度合い、
バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動
井蒸気量減少や坑口温度低下が併せてみられれば、
トレンド）を確認する。
下限
3者検討を依頼する。

メーカー代理店に依頼して、部品交換、修理等を行う。故障が長期間継続する場合は、外注分析を実施する。

濁度が急上昇し、かつ地化学データ等から注水による酸性流体生成（CSG腐食による濁度上昇）が考えられ
濁度トレンド変化の特徴や、pH、EC、地化学データをる場合は、3者検討を依頼する。
併せて確認し、注水状況との関連を調べる。
また、濁度が急低下し、かつ蒸気量減少や坑口温度低下がみられれば、3者検討を依頼する。

ECの急低下とともに、生産井蒸気量減少等がみら
ECがバックグラウンド値から明確に低下した場合、生れ、注水状況との関連がみられる場合、3者検討を依
産井蒸気量や坑口温度を確認し、注水状況との関連
頼する。
を調べる。

ECの低下が連続的であり、生産井蒸気量減少や坑ECの低下が連続的（7測定日以上）にみられるか等、
口温度低下が併せてみられれば、3者検討を依頼す低下トレンドの特徴を確認する。
る。

pHがバックグラウンド値から明確に中性に近づく変化
pHの急変とともに、生産井蒸気量減少等がみられ、を示した場合、生産井蒸気量や坑口温度を確認し、注注水状況との関連がみられる場合、3者検討を依頼す
水状況との関連を調べる。
る。

第Ⅱ-3-1-3-5 表

235

現地データサーバー（YAE観測網用）の故障

奥会津地熱データ転記用PC（OMS観測網用）の故障

西山事業所内ルーターの故障

各観測点のルーターの故障

54 微小地震55 微小地震56 微小地震低データ受信機器（産総研郡山に設置したPCやHDD等）の故障

52 微小地震53 微小地震中

貯留層温度（地化学温度）の低下

51 地化学(NCG)

低

中

低

中

中

貯留層流体中の酸素・水素同位体比の上昇

中重要度

50 地化学(NCG)

想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

蒸気中の大気由来成分（N2、Ar）の増加

項目

49 地化学(NCG)

No.

対策

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(6)

備考

ｼﾘｶ、Na-K温度計による地化学温度の低下が連続的
バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動であり、生産井蒸気量減少や坑口温度低下が併せて下限
みられれば、3者検討を依頼する。

ｼﾘｶ、Na-K温度計による地化学温度の低下の特徴（低下度合い、トレンド）を確認する。

対策が完了するまでの間，注水量を変化させることを差し控える。
もしも，明確な微小地震活動増加トレンドの最中に本問題が生じ，対策完了が間に合わない場合には，対策完了まで注水量の削減を検討する。

代理店に依頼して，通信設定済みの代替ルーターを手配する。

全体で正常動作観測点が4箇所以上あれば解析は行えるので，その場合には影響は生じない。

対策が完了するまでの間，注水量を変化させることを一時的には各観測点ルーターとの直結ダウンロードに差し控える。
て対処する。
もしも，明確な微小地震の増加トレンドの最中に本問
代理店に依頼して，通信設定済みの代替ルーターを題が生じ，対策完了が間に合わない場合には，対策手配する。
完了まで注水量削減を検討する。

問題を特定し，HDD等の部品交換ないしは機器本体の交換を行う。
正常動作観測点が4箇所以上あれば震源決定は行え
一時的に，YAE観測網だけでリアルタイム的解析を継 るので，その場合には影響は生じない。
続する。後日オフラインでOMSデータを入手する。

問題を特定し，HDD等の部品交換ないしは機器本体の交換を行う。
定期的にサーバーのCドライブのコピーを取っておき，動作停止した際には，一時的代替として手持ちのPCにCドライブ（コピー）をマウントして使用する。その期間に同等性能の機器の手配を行う。

問題を特定し，HDD等の部品交換ないしは機器本体の交換を行う。手配期間中は，他のPC等で代替運用 代替運用が遅滞無く行えれば，影響は生じない。
する。

貯留層流体中の酸素・水素同位体比の上昇が連続
バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動的であり、生産井蒸気量減少や坑口温度低下が併せ
上限てみられれば、3者検討を依頼する。

貯留層流体中の酸素・水素同位体比の上昇の特徴（上昇度合い、トレンド）を確認する。

蒸気中の大気由来成分の増加が連続的であり、生産
蒸気中の大気由来成分の増加の特徴（増加度合い、
バックグラウンド値は、各生産井の直近1年間の変動
井蒸気量減少や坑口温度低下が併せてみられれば、
トレンド）を確認する。
上限
3者検討を依頼する。

第Ⅱ-3-1-3-6 表236

イベント検出数の増加

イベント発生数の増加

マグニチュードレベルの増大

イベント分布傾向の急変

61 微小地震62 微小地震63 微小地震地震計出力の異常

59 微小地震60 微小地震

電源状況の悪化

58 微小地震

想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

電波状況の悪化項目

57 微小地震

No.

中

中

中

低

低

低

低

重要度

対策

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(7)イベント数増大トレンドが顕著であり，涵養位置，マグニチュードレベルの増大，および注水状況との関係が見られる場合には，3者による検討を依頼する。
日報を通じて関係者と情報共有を図る。

イベント分布傾向が涵養ターゲットから離れる傾向がマグニチュードレベルの変化，イベント発生数トレンド， 明確で継続する場合には，3者による検討を依頼す
および注水状況との関連を調べる。
る。
日報を通じて関係者と情報共有を図る。

マグニチュードレベルの増大が顕著であり，発生数ト
イベント発生数トレンド，イベント発生位置，ならびに注 レンド変化，涵養位置，および注水状況との関係が見水状況との関連を調べる。
られる場合には，3者による検討を依頼する。
日報を通じて関係者と情報共有を図る。

イベント発生数の増加トレンドの特徴（一時的増加→
安定，単調増加，指数関数的増加など）を確認すると共に，発生位置およびマグニチュード，ならびに注水状況との関連を調べる。

自動検出による増加の場合には，地震計等故障によるノイズ増大の影響がないか確認を行う。また，検出 イベント解析の結果に依る。
ソフトにエラーが無いか確認する。これらにより，イベン 日報を通じて関係者と情報共有を図る。
ト検出数の有意性を確認する。

現地にて状況を確認し，必要に応じて補修を行う。地
震計の動作が完全に見込めない場合には，一時的代 正常動作観測点が4箇所以上あれば解析は行えるの替として手持ちの地震計を設置すると共に，同等機種 で，その場合には影響は生じない。
を手配する。

バッテリー交換が完了するまで，残りの観測点のみで 正常動作観測点が4箇所以上あれば解析は行えるのの解析を行う。
で，その場合には影響は生じない。

電波状況が改善するまでの間，残りの観測点のみでの解析を行う。
電波状況悪化が常態的である場合は，アンテナ状況 正常動作観測点が4箇所以上あれば解析は行えるのを確認し，必要に応じてアンテナの修理（アンテナの で，その場合には影響は生じない。
脱落，ケーブルへの獣害等）や，設置場所を高所にするなどの対策を講じる。

第Ⅱ-3-1-3-7 表

備考

237

涵養中の涵養井坑内圧力・温度データに特異なイベント(スパイク等)がみられる

現地とデータ通信が出来ない

データのノイズが顕著になるセンサーに不具合が生じて計測ができない

泉温連続測定器の故障

泉温の低下

68 PTﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

69 PTﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

70 PTﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

71 温泉変動

72 温泉変動

中

低

中

中

低

中

中

涵養中の涵養井坑内圧力・温度データのトレンドに対して連続的な低下あるいは上昇がみられる

66 PTﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

67 PTﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

高有感地震の発生中

重要度

65 微小地震

想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

大マグニチュードイベントの発生

項目

64 微小地震No.

対策

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(8)

泉温低下の連続性や季節変動、EC等温泉成分についての確認とともに、源泉個別の現象か複数の源泉 泉温の低下が連続し、注水状況との関連がみられるにみられる広域的な現象かを確認し、注水状況との 場合は、3者検討を依頼する。
関連を調べる。

対策が完了するまでは、通常の温泉変動調査にて、泉温を監視する。

3者協議によりセンサー交換時の注水作業について検討する。

状況に応じてセンサーを交換する。坑内環境が機器仕様を超えるようであれば設置深度の変更等を別途検討する。
故障の原因を特定し、部品交換、修理等を行う。

ノイズ低減できれば、影響は生じない。対策が完了するまでの間，注水量を変化させることを差し控える。

ソフトウェア上で信号強度を調整する。改善が見られない場合は現地にて接地調整を行う。

時間をおいて再度接続を試みる。通信状況が回復しない場合は、現地で通信機器とデータロガーの電源を データ通信ができれば、影響は生じない。対策が完了
Off/Onする。それでも改善が見られない場合はデータ するまでの間，注水量を変化させることを差し控える。
ロガーまたは通信機器を交換する。

涵養作業状況および周辺坑井のモニタリングデータ(坑口圧力温度・流量・微小地震他)との関連を確認す 3者協議を踏まえ注水量削減や停止等を検討するる。

涵養作業状況および周辺坑井のモニタリングデータ(坑口圧力温度・流量・微小地震他)との関連を確認す 3者協議を踏まえ注水量削減や停止等を検討するる。

気象庁の解析結果を照会し，イベント位置を確認する。
フローチャートにしたがい対応する。
イベント位置が近い場合，EGS観測網での受信を確認し，当該イベントの解析を再確認する。

該当イベントの位置を，波形観察を行いながら再解析
し，涵養位置との関係を確認する。また，イベント増加
3者による検討を依頼する。
トレンドや注水作業との関連も整理する。
日報を通じて関係者と情報共有を図る。
ローカルマグニチュードでM２以上（従来の観測網での飽和レベル）の場合に，大Mイベントとする。

第Ⅱ-3-1-3-8 表

備考

238

中

中

中

涵養開始後に生産井の坑内圧力・温度（生産流体温度）の低下がみられる

涵養開始後に生産井の気水比（蒸気量減少または熱水量増加）の低下がみられる。

涵養開始後に生産井の非凝縮性ガス濃度（温度低下による蒸気凝縮）の増加がみられる。

ツールス異常により検層結果が得られない。

検層機が降下途中でつかえる検層機が抑留・遺留する75 坑井試験(検層)76 坑井試験(検層)77 坑井試験(検層)78 坑井試験(検層)79 坑井試験(検層)80 坑井試験(検層)

高

低

低

低

適切な再湧出カーブが得られない。

74 ﾄﾚｰｻ試験

重要度

中想定トラブル(機器異常、データ異常、トレンド異常等）

湧出量の低下項目

73 温泉変動No.

対策

涵養に対する判断(注水(一時)停止、注水量削減、3者協議等）

涵養試験時のトラブル対策(9)備考

協議により作業方針を決定する。

ツール長、セントラライザー等調整後に再検層する。

異常箇所を整備・交換し再降下する。

3者協議により作業方針を決定する。

降下可能となれば、影響は生じない。降下不可能であった場合は3者協議により方針を検討する。

再降下してデータ取得できれば、影響は生じない。

当該坑井・周辺坑井の坑口圧力温度・流量・地化学
3者協議を踏まえ注水量削減や停止等を検討する。
データのトレンドおよび涵養作業との関連を確認する。

当該坑井・周辺坑井の坑口圧力温度・流量・地化学
3者協議を踏まえ注水量削減や停止等を検討する。
データのトレンドおよび涵養作業との関連を確認する。

当該坑井・周辺坑井の坑口圧力温度・流量・地化学
3者協議を踏まえ注水量削減や停止等を検討する。
データのトレンドおよび涵養試験との関連を確認する。

昨年度はトレーサ投入後の注水が試験の都合上短期
トレーサ注入後の一定期間（最低１ヶ月）は注水量を トレーサ試験は、涵養の影響による生産トレンドのリア 間に制限されたため、その影響が再湧出カーブにでて一定に保つ。また、対象とする生産井における蒸気サ ルタイム計測の対象とならない。観測結果の解析で しまった。なお、トレーサの再湧出は投入後すぐに観ンプリングは、多めに実施しておき、各生産井で再湧 再湧出率や注入水の蒸気化割合を推定し、他のモニ 測されると考えられるが、トレーサの再湧出自体は涵
出カーブが得られる様に、適切に分析対象とするサン タリングで得られたトレンドに解釈を加える上での参照 養の悪影響を判断する材料とはならない。トレーサ試
プルを選択する。
情報となる。
験の分析結果がある程度出揃うのは11月頃と考えられる。

湧出量低下の連続性や季節変動、EC等温泉成分についての確認とともに、源泉個別の現象か複数の源 湧出量の低下が連続し、注水状況との関連がみられ泉にみられる広域的な現象かを確認し、注水状況と る場合は、3者検討を依頼する。
の関連を調べる。

第Ⅱ-3-1-3-9 表

II－３－２ 予備試験
II－３－２－１ 予備試験
１. 涵養注水方法(1) 注水オペレーション
注水降圧フローを第Ⅱ-3-2-1-1-1 図に示す。
高圧プランジャーポンプにて涵養井に注水して負圧にする際，坑内のガスの影響にて負圧にならない事態が発生したことで，注水降圧中に坑口圧力が下がり止まりになった
ため，ガス抜きと注水を併用して実施するように変更した。
① サイト内ピットを満水にする。
② 袖バルブよりサイト内ピットへガス抜き用配管を敷設する。
③ 高圧プランジャーポンプより涵養井の注水用バルブに高圧配管を敷設し，高圧配管の耐圧試験を実施する（坑口圧力の 1.5 倍加圧）。
④ 高圧プランジャーポンプを運転し，注水用バルブを開けて注水降圧を開始する。
⑤ 坑口圧力が下がり止まったら，袖バルブを開いてガス抜きを実施する。
⑥ この際，高圧プランジャーポンプからの注水を一旦停止する。
⑦ 坑口圧力が負圧になったら，高圧プランジャーポンプから水中ポンプに切り替えて，注水量を 50t/h に調整する。
⑧ 取水ポンプを起動し，サイト内ピットへ送水する。
⑨ 水中ポンプから取水ポンプに切り替える。
⑩ 必要に応じた注水量に調整弁にて調整する。
⑪ 監視システムにて涵養井の坑口圧力・調整弁開度・配管内圧力・注水流量，取水設備の河川水流量・河川水位・取水ポンプおよび河川水ポンプの運転状況を監視
する。

239

ラインアップ

高圧配管耐圧テスト

スタート

坑口圧力確認プランジャーポンプ
起動涵養井注水バルブ開操作

涵養井
注水降圧開始ブリード弁からガス抜き開始坑口圧力は順調に降下しているか？

N
Y

坑口圧力が
負圧か？

N

Y

清水ピットポンプへ切替
負圧を維持

清水ピットポンプから取水ポンプ切替（直接涵養注水）第Ⅱ-3-2-1-1-1 図

240

注水降圧フロー図

(2) 涵養試験時における最大取水量
国土交通省北陸地方整備局阿賀川河川事務所より認可を受けた水利利用規則に則り，最大取水量の 0.0561 m3/s（既存の最大取水量 0.0284m3/s を含む）を超過しない
7 月 1 日～9 月 30 日の涵養試験用水の最大取水量は 0.0139 m3/s とする
取水口地点における河川 5 の流量が 0.641 m3/s を超える場合に限り，その超える部分の範囲内において行うとの条件に沿って，試験を実施した。第Ⅱ-3-2-1-1-2 図に当初の河川水揚水フローを示す。

ラインアップスタート
揚水条件a)7月1日～9月30日b)河川水位が0.51ｍ以上の範囲で取水
c)流量は50t/h以下ｄ）上記期間以外は、100t/h未満取水可能

河川水位を
DCSで確認

河川水位は0.51ｍ以上あるか？

N

Y

河川水ポンプを起動

タンクからオーバー
フローがあるか？

N

Y
取水ポンプを起動

警報条件a)河川水位：0.54ｍで下限警報発生b)取水流量：98t/hで上限警報発生＊取水流量上限警報は涵養注水に合わせて設定変更

取水流量は100t/h
未満か？

N

Y

取水流量は50t/h
未満か？

N*DCSシーケンスにて50t/h未満に自動制御に
切り替える

Y

清水ピットへ送水
または直接涵養

第Ⅱ-3-2-1-1-2 図

取水流量を
DCSにて調整

河川水揚水フロー図

241

２. 短期/長期ステップレート試験(1) 試験概要
涵養試験は平成 27 年 6 月 4 日より開始し，まずは短期ステップレート試験として 50t/h，70t/h，100t/h と涵養量を増加させ，その後 50t/h，70t/h のレートにて涵養する長期ステップレート試験を実施した。ただし，渇水期は水利使用規則に基づく取水量が最大 50t/hに規制されているため，沢水の利用と合わせてその期間における試験時最大レート量は70t/h までとするよう計画を変更した。また，9 月～11 月中旬において発電所の予防保全
点検作業が事前に予定されていたため，この期間は蒸気生産も停止となることから涵養も一時中止とし，予防保全点検工事が終了した 11 月 27 日より涵養を再開させた。
平成 27 年 12 月 25 日に近隣坑井である Well 8 において過熱度の低下が確認されたため，
涵養量を削減して状況を観察していたが，Well 8 で周期変動が発生したため翌 26 日に注水涵養を停止した。

(2) 実績工程と変更理由
第Ⅱ-3-2-1-2-1 表に計画工程と実績工程を示す。計画からの変更点としては，a. 長期ス
テップレート試験時の最大流量の変更および，b. Well 8 周期変動による試験の中断，である。

242

第Ⅱ-3-2-1-2-1 表：計画

項目

涵養工程計画(案)と実績：実績
平成27年度

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1月

2月

(1)全体計画設計(2)地質調査
電磁探査(深部構造探査)(3)坑井試験生産井PTSサンプラ検層

検層

検層
検層

検層

生産井(Well 8)PTS検層

検層(4)涵養試験
涵養試験50/th，70t/h,100t/h
50/h

ﾊﾞ ｯｸｸﾞﾗﾝﾄﾞﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

70t/h

100t/h

定流量

ステップレート試験
50/th，70t/h,100t/h
ﾊﾞ ｯｸｸﾞﾗﾝﾄﾞﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

涵養井PTS検層50/h50/th，70t/h,100t/h
70t/h

70t/h 50t/h

検層
検層
発電所予防保全点検(78日間)
発電所予防保全点検(78日間)(6)モニタリング
1. 坑内圧力温度モニタリング①モニタリング井(Well 12)における連続観測

坑内状況により中止(3月にインストールしようとしたが、設置作業中にH2Sガスが発生してきたため、JOGMEC殿と相談の上設置作業を中止した)②涵養井における連続観測

観測
観測

2. 気相・二相マルチトレーサ試験
トレーサ投入，サンプリング
トレーサ投入，サンプリング

3. 弾性波モニタリング①坑井内AE計測
YAE-6

観測
観測

YAE-7～YAE-9設置・観測※設置作業は平成26年度繰越業務として実施②微小地震計測観測
観測

4. 浅部比抵抗モニタリング

5. 温泉変動調査

6. 生産井変動調査
6.1 坑口モニタリング

6.2 流体化学性状モニタリング

6.3 生産井の蒸気・熱水量モニタリング

243

サンプリングサンプリング検層

3月

a. 長期ステップレート試験時の最大流量の変更
予防保全点検(9 月 1 日～11 月中旬)前の長期ステップレート試験では以下の予定と
していた。
注水レート

期 間

50t/h

6 月 11 日～7 月 23 日

70t/h

7 月 24 日～8 月 10 日

100t/h8 月 11 日～8 月 31 日

しかし，下記の理由により，涵養注水計画を変更した。
① 現地では現在渇水期に入っており，当初予定していた量の涵養水の確保が困難になりつつある。河川 5 の最大取水量は以下の通りである。
1 月 1 日～6 月 30 日

100t/h7 月 1 日～9 月 30 日

50t/h (不足の 50t/h は河川 3 より取水)

10 月 1 日～12 月 31 日

100t/h② 河川 5 の水位が 0.51m を下回る場合は取水制限のため，涵養水の確保ができない。
③ Well 5 で過熱度及び蒸気量の低下傾向が見られる。
Well 5 過熱度

30
20

200
150

過熱度の下限閾値(26℃)

７月以降で過熱度の低下傾向がみられる

100

10
0
2015/05/25

50

2015/06/08

2015/06/22

0
2015/07/20

2015/07/06

Well 5 蒸気量

30
25
蒸気量(t/h)

14JN-R1注水量

注水量(t/h)

過熱度(deg.C)

40

７月16日から蒸気量の低下傾向がみられる

20
15
10
5
0
2015/05/25

第Ⅱ-3-2-1-2-1 図

2015/06/08

2015/06/22

2015/07/06

2015/07/20

長期ステップレート試験における Well 5 の過熱度と蒸気量244

変更後の計画は以下の通りとした。
注水レート

期 間

50t/h

6 月 11 日～7 月 30 日

70t/h

7 月 31 日～8 月 31 日

100t/h

予防保全点検後に実施

取水制限時の対応については，河川水の取水停止が短期間(2～3 週間程度)である場
合は注水停止とし，河川水の取水停止が長期間に及ぶ場合は河川水希釈の還元熱水を注水する計画とした。

b. Well 8 周期変動による試験の中断
予防保全点検後に涵養試験を再開し，短期ステップレート試験（50→70→90t/h）
を経て 70t/h レートでの注水を行ったが，Well 8 においてトラブル対策 No.22 及びNo.27,28 の事象が認められた。即ち，蒸気流量が平成 27 年 12 月 24 日 8 時～12 月
25 日 8 時に 2.8t/h 減少（19.6→16.8t/h），過熱度が 12 月 23 日 10 時～12 月 24 日 19時に 4.4℃低下（22.4→18.0℃）という事象が発生した。過熱度については，涵養試
験再開時に設定した仮の下限閾値（15.0℃）まで低下していないものの，12 月 25 日に注水量を 50t/h に減少させて様子を見ることとした。しかし，Well 8 の過熱度及び蒸気量に改善が見られなかったため，12 月 26 日に注水を停止した。注水停止後もWell 8 の状況が改善されなかったため，12 月 28 日に Well 8 を生産ラインから切り離し，初期噴気に切替えた。

(3) 予備試験結果
涵養試験中は，涵養井における注水量及び圧力温度モニタリングデータ，柳津西山地
熱発電所における総生産量（蒸気，熱水）及び涵養井の近隣生産井における坑口圧力，
温度，蒸気・熱水生産量についてグラフ化し，それらの変動を監視した。第Ⅱ-3-2-1-2-2
図及び第Ⅱ-3-2-1-2-3 図にそれぞれのグラフを示す。なお，涵養開始時から 12 月末までの総注水量は約 167,000t であった。

245

第Ⅱ-3-2-1-2-2 図

涵養試験経過(注水･生産)

246

10
5

Steam Rate (t/h)

Brine Rate (t/h)

15

10
0

Steam Rate (t/h)

Brine Rate (t/h)

20

30

10

2

5

1

0
5/31

6/28

7/26

8/23

9/20 10/18 11/15 12/13 1/10

Steam Rate
Brine Rate
WHP
30 Well 525 坑口圧の上限閾値(0.70MPa)20
過熱度の下限閾値(26℃)
15
10
5 坑口圧の下限閾値(0.58MPa)05/31 6/28 7/26 8/23 9/20 10/18 11/15 12/13 1/10

2/7

3/6

Superheat

WHP (MPaG)

3

20
10

0

0

0.75

40

0.70

30

0.65
0.60

20
10

0.55

0

0.75

40

15 坑口圧の上限閾値(0.70MPa)

0.70

30

10

0.65

5 坑口圧の下限閾値(0.58MPa)

0.60

6/28

Steam Rate

7/26

8/23

Brine Rate

WHP

9/20 10/18 11/15 12/13 1/10

2/7

3/6

Superheat

2/7

3/6

0.55

Steam Rate
Brine Rate
WHP
Superheat
30 Well 80.75
25 坑口圧の上限閾値(0.70MPa)
0.7020
過熱度の下限閾値(26℃)
15
0.65
10
0.60
5 坑口圧の下限閾値(0.58MPa)00.55
5/31 6/28 7/26 8/23 9/20 10/18 11/15 12/13 1/10 2/7
3/6

40 Well 11

40
30

15

0
5/31

Steam Rate (t/h)

Brine Rate (t/h)

0

30
25
20
15
10
5
0

40

20 Well 6

20Superheat

WHP (MPaG)

30
25
20
15
10
5
0

WHP

Steam Rate

Brine Rate

WHP

Superheat

WHP (MPaG)

Brine Rate (t/h)

0Brine Rate

20
10
0

40

WHP (MPaG)

5

Steam Rate

30
20
10
0

4

40

30

3

30

20

2

10

1

0
5/31

6/28

7/26

8/23

9/20 10/18 11/15 12/13 1/10

2/7

※定常時に前日比-2t/h以上で干渉の可能性を疑う。

第Ⅱ-3-2-1-2-3 図

涵養試験経過(近隣生産井の状況)

247

3/6

0

WHP (MPaG)

10

Steam Rate (t/h)

15Well 3

4

20

Steam Rate (t/h)

Brine Rate (t/h)

20

20
10
0

Degree of superheat (deg.C) Degree of superheat (deg.C) Degree of superheat (deg.C) Degree of superheat (deg.C) Degree of superheat (deg.C)

近隣5坑井の状況（2015/5/31-2016/3/13）

３. 注水中 PTS 検層(1) 注水中 PTS 検層
平成 27 年 6 月 5 日，注水量 50t/h 及び坑口圧力が負圧状態で注水中 PTS 検層を実施した。PTS 検層ツールは深度 2,095m 付近(7”ケーシング内)まで降下した。降下巻き上
げ途中は特にテンション異常は認められなかった。検層結果より，坑内水位は 795m 付
近であった。降下深度である深度 2,095.14m における坑内圧力は 11.466MPaG，坑内温
度は 211.91℃であった。スピンナー回転数及び温度変化等から判明した流体流出深度及び流出割合は，深度 1,890m(93.9%)及び深度 2,040m(6.1%)であった。なお，深度 2,040m
以深も温度低下が見られることから，少量は深部に流れていると考えられる。
平成 27 年 6 月 8 日，注水量 70t/h 及び坑口圧力が負圧状態で注水中 PTS 検層を実施した。PTS 検層ツールは深度 2,095m 付近(7”ケーシング内)まで降下した。降下巻き上
げ途中は特にテンション異常は認められなかった。検層結果より，坑内水位は 729m 付
近であった。降下深度である深度 2,095.18m における坑内圧力は 11.987MPaG，坑内温
度は 193.32℃であった。スピンナー回転数及び温度変化等から判明した流体流出深度及び流出割合は，深度 1,890m(93.6%)，深度 1,980m(2.7%)及び深度 2,040m(3.8%)であった。なお，深度 2,040m 以深も温度低下が見られることから，少量は深部に流れていると考えられる。
平成 27 年 6 月 10 日，注水量 100t/h 及び坑口圧力が負圧状態で注水中 PTS 検層を実施した。PTS 検層ツールは深度 2,095m 付近(7”ケーシング内)まで降下した。降下巻き上げ途中は特にテンション異常は認められなかった。検層結果より，坑内水位は 646m
付近であった。降下深度である深度 2,095.19m における坑内圧力は 12.646MPaG，坑内温度は 180.63℃であった。スピンナー回転数及び温度変化等から判明した流体流出深度及び流出割合は，深度 1,890m(93.3%)，深度 1,980m(1.7%)及び深度 2,040m (5.0%)であった。なお，深度 2,040m 以深も温度低下が見られることから，少量は深部に流れていると考えられる。
平成 26 年 12 月の注水検層時（90t/h）は，1,890m 付近で若干の温度変化があり，水が流出していた可能性が考えられるが，スピンナーでは検知可能な量ではなかった可能性が考えられる。平成 26 年 12 月以降，平成 27 年 6 月の短期ステップレート試験までに坑内圧力温度観測装置等の作業により坑井へ刺激を与えたため，1890m 付近のき裂が開いた可能性が考えられる。

248

第Ⅱ-3-2-1-3-1 表に短期ステップレート試験時検層結果概要一覧，第Ⅱ-3-2-1-3-1 図に短期ステップレート試験注水時 PTS 検層結果を示す。

(2) 静止時温度検層
短期ステップレート試験時に実施した注水中 PTS 検層において，過去に判明した主流
体流出深度よりも浅い深度での流体流出が確認されており，近隣坑井において涵養による影響が懸念される現象が確認された。このことから，涵養井浅部への回り込みの可能性が考えられたため，これを検証するために注水を一時停止し，静止中の温度検層を実施した。
第Ⅱ-3-2-1-3-2 図に短期ステップレート試験時静止時温度検層結果を示す。
平成 27 年 6 月 11 日，坑口圧力 0.09MPaG，注水を停止してからのスタンディングタ
イム(ST)17 時間で坑井静止中の温度検層を実施した。検層ツールの降下深度について，
本坑井は 2,040m 付近から急激に温度が上昇する傾向であることと，本検層ツールは耐熱 300℃でメモリ式のためリアルタイムで温度を確認することができないことから，降下深度は 2,040m 付近(7”ケーシング内)とした。降下巻き上げ途中は特にテンション異常は認められなかった。検層結果より，坑内水位は 733m 付近であった。降下深度である深度 2,040.45m における坑内圧力は 10.781MPaG，坑内温度は 204.18℃であった。
検層により複数の深度区間において高温部と低温部が観測されている。高温部についてはフラクチャ深度が反映されたものと考えられ，掘削時の逸水深度と一致している。
深度 1,650m 付近から深度 1,800m 付近の高温部については掘削時の逸水やドリリング
ブレーク等は観測されていないが，12-1/4”坑掘削後の検層でも高温となっており，地層温度が高い深度区間である可能性が考えられる。
低温部については，深度 1,130m～1,200m 付近については前回の静止時温度検層（平成 27 年 3 月 24 日実施）でも低温となっているため，今回の注水による影響ではないと考えられる。深度 1,890m 付近及び深度 2,030m 付近の低温部については，注水中 PTS
検層結果で得られた流体流出深度と一致している。
以上により，深度 1,890m 以浅において注水した水の回り込みが懸念されていたが，今回実施した静止時 PTS 検層結果では浅部への回り込みはないものと解釈することができる。ただし，トレーサ試験や各種モニタリングの結果から，総合的に，浅部への影
響について検討していく必要がある。

249

250

729m 付近
11.987 (MPaG)(at 2,095.18m)
193.32 (℃)(at 2,095.18m)
FP1: 1,890m (93.6%)
FP2: 1,980m (2.7%)
FP3: 2,040m (3.8%)795m 付近
11.466(MPaG)(at 2,095.14m)
211.91(℃)(at 2,095.14m)

FP1: 1,890m (93.9%)
FP2: 1,980m (0%)
FP3: 2,040m (6.1%)

坑内水位

測定器編成

流体流入深度(流入割合)

坑内温度

坑内圧力

・PTS 検層器
全長：5.27m(重錘+検層器+セントラ)
最大外径：76.5mm
重量：約 50kg

0～2,095.18 (m)0～2,095.14 (m)検層深度

FP1: 1,890m (93.3%)
FP2: 1,980m (1.7%)
FP3: 2,040m (5.0%)646m 付近
12.646 (MPaG)(at 2,095.19m)
180.63 (℃)(at 2,095.19m)

0～2,095.19 (m)10(m/min)10(m/min)20(m/min)

坑井
検層
実施年月日
坑口圧力
注水流量
ケーブルスピード

平成 27 年 6 月 5 日
負圧
50t/h

14JN-R1 短期ステップレート試験時検層結果概要一覧
14JN-R1
インジェクション検層
平成 27 年 6 月 8 日
平成 27 年 6 月 10 日
負圧
負圧
70t/h
100t/h

第Ⅱ-3-2-1-3-1 表－

733m 付近
10.781 (MPaG)(at 2,040.45m)
204.18 (℃)(at 2,040.45m)

0～2,040.45 (m)20(m/min)スタティック検層
平成 27 年 6 月 11 日
0.09MPaG
静止時(ST:17h)

251

60

20

0

0
0

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

Down Log(2015/6/5)(50t/h, 20m/min)
Pressure
Temperature
Spinner

3

0

200

INDEX

DEPTH [m]14JN-R1

Down Log(2015/6/10)(100t/h, 10m/min)
Pressure
Temperature
Spinner

第Ⅱ-3-2-1-3-1 図

Down Log(2015/6/8)(70t/h, 10m/min)
Pressure
Temperature
Spinner

SPINNER [RPS]60

8-1/2"裸坑時注水90t/h(2014/12/5)

100

300

15

50
5

0
0
1750

INDEX

20

25

掘削直後特定←1930m：8%

25

250

up 10m/min
up 30m/min
up 40m/min

Down Log(2014/12/5, 90t/h)
Temperature←2080m：7%←2040m付近：5%程度流出 ←2040m：76%←1980m付近：2%程度流出 ←1980m：9%←1890m付近：93%程度流出

SPINNER [RPS]15

8-1/2”裸坑時
注水90t/h(2014/12/5)

10

20
200

PRESSURE [MPaG]
15

TEMPERATURE [Deg.C]
100
150

10

PTS Log(2015/6/10) Injection Rate=100t/h
Spinner
Down Log(10m/min)down 10m/min
Pressure
down 30m/min
Temperature
down 40m/min

2100

2050

2000

1950

1900

1850

1800

5

0

14JN-R1

14JN-R1 短期ステップレート試験注水中 PTS 検層結果

Down Log(2014/12/5)(90t/h)Temperature

80

240

TEMPERATURE [Deg.C]
120
180
40

12

PRESSURE [MPaG]
96

DEPTH [m]

252

50

20

0
0

5

0

0

Down Log(2015/6/5)(50t/h, 20m/min)
Pressure
Temperature
Spinner

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

INDEX

DEPTH [m]14JN-R1

Down Log(2015/6/10)(100t/h, 10m/min)
Pressure
Temperature
Spinner

第Ⅱ-3-2-1-3-2 図

Down Log(2015/6/8)(70t/h, 10m/min)
Pressure
Temperature
Spinner

PRESSURE [MPaG]

15
20
TEMPERATURE [Deg.C]
100
150
200
SPINNER [RPS]
40
60
80

10

120

300

30
10

0
0

INDEX

2200

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

20

100

10

SPINNER [RPS]30

フラクチャ（逸水あり）

50

30

60

300

涵養による冷却涵養による冷却

フラクチャ（逸水あり）

掘削後検層時と整合

フラクチャ（逸水あり）

40

25
250

20

PRESSURE [MPaG]
15
TEMPERATURE [Deg.C]
150
200

高温部（逸水等は観測されていない）

PTS Log(2015/6/11) static ST=17h
Down Log
Pressure
Temperature

50

0

200

5

0

14JN-R1

14JN-R1 短期ステップレート試験時静止時温度検層結果

Down Log(2015/6/11)(Static, ST:17hours)
Pressure
Temperature

100

250

25

DEPTH [m]II－３－２－２ 坑井調査
予備試験中に坑井調査として Well 5 において PTS サンプラ検層を実施した。検層は予備試験のうち長期ステップレート試験期間中に実施し，注水量 50t/h 時と 70t/h 時に実施した。涵養前のバックグランドデータ取得は Well 5 および Well 8 で実施したが，Well 8では検層器が流体流入深度まで到達できなかったため，予備試験中の PTS サンプラ検層は実施していない。また，予備試験中断後に生産挙動の変化が著しかった Well 8 においてPTS 検層を 2 回にわたり実施した。

１. PTS サンプラ検層（Well 5）涵養井において 50t/h 涵養時及び 70t/h 涵養時にそれぞれ PTS サンプラ検層を Well 5で以下の通り実施した。

① 50t/h 涵養時（平成 27 年 7 月 6 日～7 月 10 日）
平成 27 年 7 月 6 日：ダミー検層（深度 1,189m でワイヤーライン荷重低下により降下不能を確認）
平成 27 年 7 月 7～10 日： PTS サンプラ検層（流体採取深度：1,180m，1,125m，1,050m，1,010m ）② 70t/h 涵養時（平成 27 年 8 月 24 日～8 月 28 日）
平成 27 年 8 月 24 日：ダミー検層（深度 1,189m でワイヤーライン荷重低下により降下不能を確認）
平成 27 年 8 月 25 日： PTS サンプラ検層（流体採取深度：1,180m，1,125m，1,050m，950m ）第Ⅱ-3-2-2-1-1 図に PTS サンプラ検層時の Well5 及び 14JN-R1 の状況を示す。50t/h
涵養時の PTS サンプラ検層と 70t/h 涵養時の PTS サンプラ検層の間で Well 5 において坑内洗浄が行われている。また，本図には坑口で計測される過熱度を併合表示している

253

Injection Rate

Amount of Injected Water

PTSサンプラ検層①

100

PTSサンプラ検層②

160

60

120

40

80

20

40

30

25

25

10

Steam Rate (t/h)

Brine Rate (t/h)

30

6/15

6/29

Well 5

7/13

Steam Rate

7/27

8/10

8/24

Brine Rate

WHP

Superheat

PTSサンプラ検層①

PTSサンプラ検層②

3.0

40

2.5

35

20

2.0

15

1.5

10

1.0

5

5

0

0

坑内洗浄

6/1

6/15

第Ⅱ-3-2-2-1-1 図

6/29

7/13

7/27

8/10

30
25
20

0.5

15

0.0

10

Degree of superheat (deg.C)

0
6/1

15

200

80

0

20

240

Amount of Injected Water(x1,000 ton)

14JN-R1

WHP (MPaG)

Injection Rate (t/h)

120

8/24

PTS サンプラ検層時の Well 5 及び 14JN-R1 状況(1) 50t/h 涵養時検層結果
第Ⅱ-3-2-2-1-1 表に Well 5 PTS サンプラ検層結果概要一覧を示す。本表には涵養開始
前の平成 26 年 11 月の検層結果を併せて表示した。第Ⅱ-3-2-2-1-2 図に 50t/h 涵養時のPTS サンプラ検層結果を示す。第Ⅱ-3-2-2-1-2 図では涵養開始前の平成 26 年 11 月の検層結果を併合表示した。また，坑内サンプル採取深度を★印で示すとともにサンプル取得状況を示した。
平成 27 年 7 月 7 日から 10 日にかけて，坑口圧力 0.61MPaG，蒸気流量 13t/h の生産状態で PTS サンプラ検層を実施した。事前のダミー検層では深度 1,189m でワイヤーラ
イン荷重が低下し，以深は降下不能であることを確認した。そのため PTS サンプラ検層
ツールは深度 1,185m 付近まで降下した。降下途中は特にテンション異常は認められなかった。検層結果 より ，坑内は地層内フ ラッ シュしており，降 下深 度である深度
1,184.22m における坑内圧力は 0.696MPaG，坑内温度は 224.25℃であった。検層区間
における坑内流体は過熱蒸気であり，測定温度は測定圧力から求めた飽和温度より約54℃高い値であった。涵養開始前の平成 26 年 11 月の検層結果と比較すると，深度1,180m における坑内過熱度（実測温度－実測圧力から計算される飽和温度）は 59.8℃から 54.3℃に低下している。また，スピンナー回転数及び温度変化等から判明した流体254

流 入 深 度 及 び 流 入 割 合 は ， 平 成 26 年 11 月 と 同 様 に 深 度 1,026m(9.7%) ， 深 度1,088m(1.3%)，深度 1,170m(16.9%)及び深度 1,185m 以深(72.1%)であった。坑内サン
プルの取得状況は，7 月 7 日に深度 1,180m で 103.2g，7 月 8 日に深度 1,125m で 90.6g，
7 月 9 日に深度 1,050m で 61.8g 及び 7 月 10 日に深度 1,010m で 90.9g であった。

(2) 70t/h 涵養時検層結果
第Ⅱ-3-2-2-1-3 図に 70t/h 涵養時の PTS サンプラ検層結果を示す。第Ⅱ-3-2-2-1-3 図
では涵養開始前の平成 26 年 11 月の検層結果及び 50t/h 涵養時の平成 27 年 7 月の PTS
サンプラ検層結果を併合表示した。また，坑内サンプル採取深度を★印で示すとともにサンプル取得状況を示した。
平成 27 年 8 月 25 日から 28 日にかけて，坑口圧力 0.62MPaG，蒸気流量 14.5t/h の生産状態で PTS サンプラ検層を実施した。事前のダミー検層では深度 1,189m でワイヤーライン荷重が低下し，以深は降下不能であることを確認した。そのため PTS サンプラ
検層ツールは深度 1,185m 付近まで降下した。降下途中は特にテンション異常は認められなかった。検層結果より，坑内は地層内フラッシュしており，降下深度である深度
1,185.13m における坑内圧力は 0.835MPaG，坑内温度は 221.40℃であった。検層区間
における坑内流体は過熱蒸気であり，測定温度は測定圧力から求めた飽和温度より約44℃高い値であった。深度 1,180m における坑内過熱度は，平成 27 年 7 月検層時と比較すると 54.3℃から 44.1℃に低下していた。涵養開始前の平成 26 年 11 月検層時から比較すると，坑内過熱度は徐々に低下していることが判る。スピンナー回転数及び温度変化等から判明した流体流入深度及び流入割合は，平成 26 年 11 月と同様に深度
1,026m(9.7%)，深度 1,088m(1.3%)，深度 1,170m(16.9%)及び深度 1,185m 以深(72.1%)であった。坑内サンプルの取得状況は，8 月 25 日に深度 1,180m で 101.0g，8 月 26 日に深度 1,125m で 95.0g，8 月 27 日に深度 1,050m で 90.2g 及び 8 月 28 日に深度 950m
で 81.2g であった。

第Ⅱ-3-2-2-1-4 図に PTS サンプラ検層現地写真を示す。

255

256

測定器編成

坑内サンプル
取得深度(採取量)

流体流入深度(流入割合)

坑内過熱度

坑内温度

坑内圧力

ｹｰﾌﾞﾙｽﾋﾟｰﾄﾞ

1 回目(H27.8 月 25 日): 1,180m (101.0g)
2 回目(H27.8 月 26 日): 1,125m (95.0g)
3 回目(H27.8 月 27 日): 1,050m (90.2g)
4 回目(H27.8 月 28 日): 950m (81.2g)

1 回目(H27.7 月 7 日): 1,180m (103.2g)
2 回目(H27.7 月 8 日): 1,125m (90.6g)
3 回目(H27.7 月 9 日): 1,050m (61.8g)
4 回目(H27.7 月 10 日): 1,010m (90.9g)

・ダミー検層器：全長 5.18m(重錘+セントラ)，最大外径 69.8mm， 重量約 100kg
・PTS サンプラ検層器：全長 10.61m(重錘+検層器+セントラ)， 最大外径 69.8mm， 重量約 200kg

44.1(℃) (at 1,180m)
FP1: 1,026m (9.7%)
FP2: 1,088m (1.3%)
FP3: 1,170m (16.9%)
1,185m 以深 (72.1%)

54.3(℃) (at 1,180m)
FP1: 1,026m (9.7%)
FP2: 1,088m (1.3%)
FP3: 1,170m (16.9%)
1,185m 以深 (72.1%)

59.8(℃) (at 1,180m)
FP1: 1,026m (9.7%)
FP2: 1,088m (1.3%)
FP3: 1,170m (16.9%)
1,185m 以深 (72.1%)
1 回目(H26.11 月 13 日): 1,180m(174.4g)
2 回目(H26.11 月 14 日): 1,125m (111.0g)
3 回目(H26.11 月 15 日): 1,050m(102.0g)221.40 (℃) (at 1,185.13m)

0.835 (MPaG) (at 1,185.13m)

20(m/min)0～1,185.13 (m)※事前ダミーで 1,189m 以深降下不能(ワイヤーライン荷重低下)
地層内224.25 (℃) (at 1,184.22m)

0.696 (MPaG) (at 1,184.22m)

20(m/min)0～1,184.22 (m)※事前ダミーで 1,189m 以深降下不能(ワイヤーライン荷重低下)
地層内

蒸気流量:14.5t/h, 熱水流量:0t/h

234.33(℃) (at 1,185.38m)

0.781(MPaG) (at 1,185.38m)

20(m/min)0～1,185.38 (m)
検層深度※事前ダミーで 1,187m 以深降下不能(ワイヤーライン荷重低下)
ﾌﾗｯｼｭ開始深度 地層内

蒸気流量:13t/h, 熱水流量:0t/h

噴気流量

蒸気流量:13t/h, 熱水流量:0t/h

0.61 (MPaG)

0.62 (MPaG)

坑口圧力0.62 (MPaG)

70t/h 涵養時50t/h 涵養時

涵養開始前

涵養井状況

平成 27 年 8 月 25 日~28 日

Well 5 PTS サンプラ検層結果概要一覧

平成 27 年 7 月 7 日~10 日

平成 26 年 11 月 13 日~15 日

プロダクション検層

検層

実施年月日

Well 5

坑井第Ⅱ-3-2-2-1-1 表

Well 50.2
0INCL[deg]

0

0
0

30 60

PRESSURE [MPaG]
0.6
0.8

0.4
50

1.0

1.2

TEMPERATURE [Deg.C]
100
150
200

250

SPINNER [RPS]

200

400

600

800

1000

9-5/8" CSG

200

DEPTH [m]

400

600

7" CSG(slit)

BC

800

1000

1200

PTSサンプラー検層
PTSサンプラー検層[検層条件]（H26.11.13-15） （H27.7.7-10）
坑口圧力：0.61MPaG
圧力
圧力
蒸気流量：13t/h
温度
温度
熱水流量：0t/h
スピンナー
スピンナー
INDEX

第Ⅱ-3-2-2-1-2 図

坑内サンプル取得状況:①1,180m(103.2g)②1,125m(90.6g)③1,050m(61.8g)④1,010m(90.9g)

50t/h 涵養時 Well5 PTS サンプラ検層結果

257

Well 5INCL[deg]

0

30 60

0.2

0.4

0

50

0
0

200

PRESSURE [MPaG]
0.6
0.8
1.0
TEMPERATURE [Deg.C]
100
150
200

SPINNER [RPS]
400
600

800

1.2
250

1000

9-5/8" CSG

200

DEPTH [m]

400

600

7" CSG(slit)

BC

800

1000

1200

PTSサンプラー検層 PTSサンプラー検層 PTSサンプラー検層 坑内サンプル取得深度[検層条件(H27.8.25)] （H26）（H27.7.7-10） （H27.8.25-28） ①1,180m(101.0g)
坑口圧力：0.62MPaG
圧力
圧力
圧力②1,125m(95.0g)
蒸気流量：14.5t/h
温度
温度
温度③1,050m(90.2g)
熱水流量：0t/h
スピンナー
スピンナー
スピンナー
④950m(81.2g)
INDEX

第Ⅱ-3-2-2-1-3 図

70t/h 涵養時 Well5 PTS サンプラ検層結果第Ⅱ-3-2-2-1-4 図

258a) PTSサンプラ検層器b) ダミー検層器c) PTSサンプラ検層中d) 地上サンプリング中e) 坑内サンプルf) 地上サンプル

第Ⅱ-3-2-2-1-4 図

Well 5 PTS サンプラ検層現地写真

259

(3) Well 5 サンプル分析結果
a. 採取試料
坑内サンプラを用いた流体試料の採取は，2014 年 11 月，2015 年 7 月及び 8 月の計 3 回実施されており，坑内サンプル採取深度と試料内容を第Ⅱ-3-2-2-1-2 表に示す。
Well 5 の流体流入箇所は，坑底（1,185m）以外に 7”CSG 孔明管内の 3 箇所（1,170m，1,088m，1,026m）で確認されている（第Ⅱ-3-2-2-1-2 表）。
2015 年 7 月と 8 月は，2014 年 11 月の採取深度に加えて，1,010m（7 月）と 950m
（8 月）を追加している。
なお，Well 5 は過熱蒸気を噴出しており，採取した試料は採取日と採取深度に係わらず，ガスと蒸気凝縮水である。

第Ⅱ-3-2-2-1-2 表

坑内サンプル採取深度と試料内容
試料採取深度

流入流体

Ｄ
Ｃ
Ｂ
Ａ

流入深度（割合）

試料内容

2014年11月

2015年7月

2015年8月

0m（地上）

0m（地上）

0m（地上）-

1,010m950m

1,050m

1,050m

1,050m

Ａ＋Ｂ＋Ｃ

1,125m

1,125m

1,125m

Ａ＋Ｂ

1,180m

1,180m

1,180mＡ

Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ

1,026m (9.7%)
1,088m (1.3%)
1,170m (16.9%)
1,185m以深 (72.1%)

b. 分析結果
・ 複数の深度においてサンプルを採取した。トレーサ分析の結果，生産流体の約67%が 1185m 以深に胚胎するき裂を通って生産され，約 33%が 1185m 以浅に胚胎するき裂を通って生産されていることが分かった。
・ 水の同位体組成は柳津西山地域の生産井の領域に含まれているが，坑内で採取した試料は地上の試料に比べて同位体組成が軽い特徴がある。
・ 2015 年 8 月の試料は，同位体組成が全体的に軽い方向にシフトしていることから，
涵養水の寄与が想起されたが，坑内洗浄を目的とした自己注水を実施した経緯があり，坑内注水の影響が残存していたと判断した。

260

・ 気相トレーサ（PDMCH）とガス水比の間に一次近似の相関関係（決定係数R2=0.9049）が認められ，ガス水比が高い試料でトレーサ濃度が高い傾向を示している。
・ 二相トレーサ（TFEA）は，2015 年 7 月～8 月の 1 ヵ月の時間経過に伴って，ト
レーサ濃度が 1/20 以下に低下している。
・ 採取されたガス試料は，採取深度に寄らず濃度が等しい成分（CO2，H2S，NH3）と採取深度で濃度が異なる成分（N2，CH4，H2）がある。
・ CO2/H2S 比は，採取深度と採取日によって余り変化しないが，坑内で採取した試料は地上の試料に比べて CO2/H2S 比が約 2 倍高い。一方，H2/CH4 比は，採取深度と採取日によって CO2/H2S 比が大きく変化している。
・ N2-CH4-H2 組成から，坑内で採取した試料は地上の試料に比べて相対的に H2S に富んでおり，採取深度によって CO2 と NH3 の割合が変化している。
・ N2-CH4-H2 組成から，全体的に組成はほぼ等しく，若干 CH4 の割合が低いが，柳津西山地熱発電所の生産井の分布域に含まれる。

II－３－２－３ モニタリング
１. 坑内圧力温度モニタリング(1) 機器仕様
a. 原理・仕様
第Ⅱ-3-2-3-1-1 表に坑内圧力温度モニタリング機器仕様一覧，第Ⅱ-3-2-3-1-1 図に坑内 設 置 型 圧 力 温 度 セ ン サ ー 概 要 ， 第 Ⅱ -3-2-3-1-2 図 に セ ン サ ー 動 作 原 理 ， 第 Ⅱ-3-2-3-1-3 図に坑内センサー編成図，第Ⅱ-3-2-3-1-4 図に坑内ケーブル外観図，第Ⅱ-3-2-3-1-5 図に坑口装置外観図をそれぞれ示す。
センサーは PROMORE 社が独自に開発したシリコン発振素子を用いた ERD（electrical resonating diaphragm）方式を採用している。ERD センサーは他のセンサーと比較して分解精度（圧力分解能 0.00005%フルスケール）が高く，微細な変化にも感度があるため，涵養の影響を素早く観測するために有効なシステムである。また，温度変化に対して極めて安定性の高いセンサーである。センサーは，坑内装置に故障の原因となる電子装置（電子基板，電源等）を持たないため（第Ⅱ-3-2-3-1-1 図），

261

センサーの生存率が格段に向上している。センサーの計測原理は，地上データロガー
から数 mV の電源を直接 ERD センサー素子（圧力，温度）に送電することでセンサ
ー素子が坑内の圧力温度環境に応じた固有周波数信号を発振し，地上のデータロガー
で処理取得する（第Ⅱ-3-2-3-1-2 図）。データロガーは，防水防爆仕様（NEMA4, CSA）
で坑口付近に設置される。観測データは内蔵メモリ（64MB）に記録され，無線通信（docomo/Foma モバイル網）を利用してデータの回収等が可能である。
本センサーは SAGD 攻法における蒸気圧入環境下（315℃で 2 年（継続中）の実績あり）での長期連続観測に既に利用されているが，地熱分野では数年前より日本国内で導入されており，地熱環境下では今のところ 250℃程度までの実績しかない。そのため，奥会津地域のような高温環境下における使用を想定する場合，使用限界環境付
近で利用するため，予備の坑内センサーを用意し，故障が発生した場合には，速やかに交換を行えるように準備する。また，高温下でのセンサーが正常に作動しているかの検証については，センサーの発振状況を常に記録しており，発振の状況が常態から変化した場合，そのデータを用いてセンサーの異常を判定することが可能である。

b.

設置方法
センサー設置に際しては，坑内センサーの編成（ケーブルヘッド，センサー及びシンカーバー）を組み付けた後（第Ⅱ-3-2-3-1-3 図），地上における加圧試験で動作を確認し，坑内ケーブル（第Ⅱ-3-2-3-1-4 図）を通した滑車をクレーンにより吊り上げ，降下用ウインチにより坑内センサーを降下する。センサーの降下は坑井抑圧状態で実施する。降下中はケーブル張力に細心の注意を払い慎重に降下する。また，降下中は途中深度でセンサーの動作確認を適宜行いながら降下作業を行い，最終的に目標設置
深度まで降下する。坑内装置はセンサー及びケーブルで構成される。坑口装置はアダ
プターフランジの直上に坑内ケーブルの圧力シール及びクランプ止めのためのパック
オフサブが取り付けられる。また，パックオフサブ上部に地表圧力センサーが取り付
けられ，ジャンクションボックスにデータロガーからの地上ケーブルが接続される（第Ⅱ-3-2-3-1-5 図）。データロガーは計測用バッテリ及び無線通信機器とともに観測ボックスに収納され，計測データはデータロガー内蔵メモリに記録される。計測データは
モバイル網（docomo/Foma）を利用した無線通信により回収される。

262

c. データ解析
地熱貯留層への注水（涵養）に伴う透水性の変化を定量的に把握するため，観測中に得られた圧力データから，ホーナー法やカーブマッチング法を用いて透水性の変化を把握することが可能である。透水性の変化は，主に注水中の圧力変化や注水を停止した際の圧力フォールオフを解析することで適宜評価することが可能である。

263

第Ⅱ-3-2-3-1-1 表
項

坑内圧力温度モニタリング機器仕様一覧

目

仕

坑内圧力温度センサー
圧力センサー測定方式

様

常時坑内設置型センサー（MORE-S）
シリコン発振素子（ERD: Electrical Resonating Diaphragm）

測定範囲

0～3,000psi（0～20.68MPa）

測定精度±0.03%フルスケール（±6.2kPa）

測定分解能

0.00005%フルスケール（0.01kPa）

温度センサー測定方式

シリコン発振素子（ERD: Electrical Resonating Diaphragm）

測定範囲

0～300℃

測定精度

±0.5℃

測定分解能

0.0055℃

使用環境
センサー材質センサーサイズ・重量
耐振動・衝撃性能
信号伝送距離坑内ケーブル
外径
外装材質
絶縁体

耐 CO2, 耐 H2S 対応
Incoloy925, Hasteloy C-276, 4140 QT NACE MR01-75
全長：745mm，最大径：45mm，重量：6.8kg
耐振動：35G-10～70Hz
耐衝撃：500G-1/2 Sine Wave（2ms, 3axis）
50G-1/2 Sine Wave（10ms, 3axis）
最長 9,144m
Tube Encapsulated Cable (bare)0.25”（6.35mm）
INCOLOY825 tube（外径 6.35mm, 肉厚 0.89mm）
Q600（高温用フッ素樹脂）

耐熱

315℃

芯数

1 芯（外径 1.29mm, Solid, Nickel Plated Copper-16AWG）

機械特性
重量

破断荷重：930MPa, 降伏点荷重：827MPa
168kg/km（空気中）シリコン発振素子（ERD: Electrical Resonating Diaphragm）

地上圧力センサー
測定範囲

0～3,000psi（0～20.68MPa）

測定精度±0.03%フルスケール（±6.2kPa）

測定分解能

0.00005%フルスケール（0.01kPa）

使用温度環境量
坑口装置
耐圧・耐熱・重量
データロガー
計測・記録
筺体
動作環境温度-20～100℃
Suspended Cable Pack-off
耐圧：21MPa，使用温度環境:-20～100℃，重量：約 9kg
MOREVision
リアルタイム計測，内部メモリ（64MByte）
防水防塵仕様（米国 NEMA4）・防爆仕様（カナダ CSA）
-40～65℃

電源

12VDC（外部バッテリ使用）

寸法20 x 20 x 15 cm，約 7kg

ソフトウェア
データ回収

Windows7（32/64bit）対応専用ソフト
携帯電話による無線データ通信（その他，USB，Bluetooth可）

264

導入した坑内設置型圧力温度センサー
ERDセンサー素子

地表データロガー(圧力，温度)坑内ケーブル

坑内部

電源装置、処理ボード

地表部
8

第Ⅱ-3-2-3-1-1 図

坑内設置型圧力温度センサー概要

ERD センサーの動作原理
地表からERDセンサーへ送電

坑内ケーブル
坑内ERDセンサー

坑内の圧力・温度環境に応じたそれぞれの固有周波数（数kHz）をERDセンサーが発振

坑内ケーブル

地表で取得された各周波数信号を圧力値・温度値
へ変換処理
9

第Ⅱ-3-2-3-1-2 図

265

センサー動作原理110mm

第Ⅱ-3-2-3-1-3 図

266

1900mm

1790mm(Max.OD: φ45mm)

Weight Bar

120mm

2798mmPressure Port

7/8"SR

坑内センサー編成図
745mm

898mm

(Max.OD: φ45mm)

PT Sensor (MORE-S)

153mm

Cablehead外装Incoloy825チューブ(外径6.35mm)

絶縁体

芯線
(1芯)

第Ⅱ-3-2-3-1-4 図

坑内ケーブル外観図

全高:736.6mm
地上ケーブル接続用
ジャンクションボックス
地上ケーブル接続

地上ケーブル接続

高圧シール部
通気弁
地上圧力センサー(ERD)

圧力ゲージ

ドレイン

ブリード弁

ブリード弁
内蔵クランプ用ロックスクリュー(x3)

ケーブルパックオフサブ(クランプ内蔵)

坑口アダプターフランジへ接続

第Ⅱ-3-2-3-1-5 図

267

坑口装置外観図(2) センサー設置深度
設置にあたっては，注水中 PTS 検層等で判明した流体流出深度の情報及び掘削時のドリリングブレーク・全量逸水深度等の情報に基づき，モニタリング装置の設置深度を決定する。モニタリングの対象坑井において，2 ヶ所の流体流出深度が存在している場合，両深度で流量割合に極端な偏りがない場合を除き，基本的にはこれらの中間深度(深度1980m 付近)にモニタリング装置を設置する。流体流出深度が 2 カ所の場合及び 3 カ所
以上の場合について，第Ⅱ-3-2-3-1-2 表に設置深度の基本方針を示す。

第Ⅱ-3-2-3-1-2 表

涵養井坑内圧力温度モニタリング装置設置深度の基本方針【流出深度 2 カ所の場合】
ケース 1

ケース 2

ケース 3

浅部流出割合

20%以下

80%以上

ケース 1，2 以外の深部流出割合

80%以上

20%以下

流出割合

深部流出深度直上

浅部流出深度直下

浅部及び深部流出(5m 程度)(5m 程度)

深度の中間

ケース 4

ケース 5

ケース 6

主流体流出深度が主流体流出深度が主流体流出深度が最浅部の場合最深部の場合中間深度の場合

主流体流出深度の直下

主流体流出深度の直上

主流体流出深度の直下(5m 程度)(5m 程度)(5m 程度)装置設置深度【流出深度 3 カ所以上の場合】

流体流出状況

装置設置深度(3) 涵養井(14JN-R1)における坑内圧力温度モニタリング
坑内圧力温度センサーの降下直前に地上にて加圧試験による動作確認（第Ⅱ-3-2-3-1-6図）を行い，平成 27 年 3 月 25 日に坑井抑圧中に坑内圧力温度センサーの設置作業を実施した。坑内圧力温度センサーの降下途中は，坑内ケーブル張力の異常等は特段認められなかった。坑内圧力温度センサーを深度 2,035m に設置後，坑口パックオフ（圧力シール）及びクランプ止め等の坑口処理を行った後，計測を開始した。坑内圧力温度センサー降下開始から設置直後の坑内圧力温度モニタリングの状況を第Ⅱ-3-2-3-1-7 図に示す。坑内圧力温度センサー設置終了後の注水作業停止以降は，坑内圧力は継続的にドローダウン傾向で推移している。平成 27 年 4 月 28 日時点で，坑内圧力は 9.198MPaG で268

坑内温度は 313℃であった（第Ⅱ-3-2-3-1-8 図）。坑内にセンサーを持つ圧力温度モニタ
リング記録としては，国内最高温度と考えられる。
第Ⅱ-3-2-3-1-9 図に涵養期間を含む坑内圧力温度モニタリングの状況を示す。平成 27
年 3 月 25 日～6 月 3 日の観測期間では，深度 2,035m にモニタリング装置が設置され，
涵養前のバックグランドが観測されている。平成 27 年 6 月 2 日～3 日には，短期ステップレート試験に伴う PTS 検層を行うために，抑圧注水中(40t/h)にモニタリング装置の回収を行った。平成 27 年 6 月 4 日～8 月 31 日の観測期間では，長期ステップレート
試験（50t/h→70t/h→100t/h）に伴い注水中 PTS 検層が実施された。その結果，主流体
流出点が掘削直後は 2,040m であったものの，深度 1,890m に推移していることが判明した。そのため，モニタリング装置の設置深度を主流体流出点の直下である 1,895m とした（平成 27 年 6 月 15 日再設置）。長期ステップレート期間中は注水量 50t/h 及び 70t/h
時の坑内圧力及び温度が観測された。坑内圧力は注水量の変化（50→70t/h）に伴い段階状に上昇しており，坑内温度は逆に段階的に冷却されて推移している。8 月 31 日には事前に予定されていた発電所の予防保全点検作業のために涵養注水を停止したことに伴い，坑内圧力の低下及び温度の上昇が観測される（フォールオフ）。なお，涵養期間
中に涵養設備関連のトラブル(6 月 21 日，7 月 14 日，7 月 22 日及び 8 月 17 日)が発生しており，その際に一時的に涵養量が低下あるいは涵養停止に至った。これにより坑内圧力は一時的に低下し，坑内温度は一時的に上昇している。
平成 27 年 9 月 1 日～11 月 26 日の観測期間では，発電所予防保全点検作業のため涵
養を停止したことに伴う圧力フォールオフが計測されている。坑内温度は涵養停止に伴い上昇傾向を示し，10 月 12 日には 305.83℃を記録した。ここで取得された圧力フォー
ルオフのデータからカーブマッチング法により貯留層パラメータを評価した。第Ⅱ-3-2-3-1-3 表に圧力フォールオフ解析設定パラメータを示す。カーブマッチング法の解
析モデルは地熱井で一般的な均質多孔質媒体における水平放射状流とし，境界条件は無限遠方を仮定した。第Ⅱ-3-2-3-1-10 図にカーブマッチング解析モデルを示す。その他の設定パラメータとして，孔隙率は 10%，層厚は 210m 及び地層温度を 300℃で仮定した。
マッチングは，計算値が実測値に最もマッチングするように浸透率やスキンファクター
等の貯留層パラメータを変化させてインバージョンによりマッチングを行った。第Ⅱ-3-2-3-1-11 図に圧力フォールオフヒストリーマッチング結果（平成 27 年 8 月 31 日フォールオフ）を示す。これより概ね良好なマッチングが得られた。マッチング解析の結果，269

浸透率は 4.81mDarcy，浸透率-層厚積は 1,009.13mDarcy-m，スキンファクターは-2.26
であった。
平成 27 年 11 月 27 日～12 月 26 日の観測期間では，涵養再開に際して，再度短期ス
テップレート試験（50t/h→70t/h→90t/h）が行われた。その後は注水量 70t/h として涵養注水が継続された。70t/h 注水中の坑内圧力は平成 27 年 8 月に実施された 70t/h 注水時と比較して 1.5MPa 程度低く，低下傾向が継続している。逆に予防保全点検後の坑内温度は点検前と比較して 10℃程度高くなっている。これはケーシング尻直下に胚胎する
き裂の透水性が増加し，注水時の圧力が低下するとともに，1,895m 付近を流れる水が減少したとことにより，注水温度が高くなったと考えられる。
平成 27 年 12 月 25 日には Well 8 の蒸気量及び過熱度が低下傾向を示したことから，
注水量は 70t/h から 50t/h へ減量されたものの，翌 12 月 26 日にも同様の傾向が観測されたため涵養注水が中止された。なお，その後 Well 8 において生産量の脈動が観測されており 12 月 28 日に初期噴気に切り替えられている。
平成 27 年 12 月 27 日以降の観測期間では，涵養注水の停止に伴い坑内圧力は暫く低下傾向を示している。また，坑内温度は上昇傾向を暫く示している。その後，平成 28
年 1 月 1 日より，坑内圧力と坑内温度が突然脈動し始め，坑内圧力は 1 月 12 日まで脈動が継続し，坑内温度は 1 月 9 日まで脈動が観測された。その後，坑内温度は概ね安定傾向を示しており，1 月 30 日には 300.03℃を記録している。この脈動については，前述の通り Well 8 において平成 27 年 12 月 28 日頃から蒸気量や坑口圧力に周期的な脈動（変動）が観測されており，この変動は平成 28 年 1 月 14 日まで継続している。Well 8では 14JN-R1 から投入されたトレーサ（PDMCH，TFEA，IPA）が明瞭に検出されており，14JN-R1 との導通性は良好であることから，Well 8 の脈動（変動）が影響していると考えられる。第Ⅱ-3-2-3-1-12 図に涵養井及び Well 8 の圧力変動状況を示す。なお，
Well8 の赤枠内の段階的な低下はバルブ操作によるものである。坑内圧力に関しては，
脈動期間中から一旦上昇し，その後は概ね安定傾向であったが，平成 29 年 1 月 30 日及び 2 月 9 日頃から段階的な低下傾向が観測される。この段階的な低下は，Well 8 において同じタイミングで蒸気量が段階的に低下してきており，その後 Well 8 は 2 月 15 日に再び初期噴気ラインへ切り替えられている。第Ⅱ-3-2-3-1-13 図に涵養井及び Well 8 のモニタリング状況を示す。この時点における貯留層パラメータを確認するため，脈動が発生する前までの圧力フォールオフデータについてカーブマッチング法により透水性270を評価した。圧力フォールオフの解析設定パラメータは前回同様で第Ⅱ-3-2-3-1-3 表に示す。第Ⅱ-3-2-3-1-14 図に圧力フォールオフヒストリーマッチング結果（平成 27 年 12月 26 日フォールオフ）を示す。マッチング解析の結果，浸透率は 6.65mDarcy，浸透率-層厚積は 1,398.33mDarcy-m，スキンファクターは-2.99 であった。なお，この図における経過時間 5,163 時間付近（12 月 28 日）で圧力がステップ的に上昇しているが，蒸気量及び過熱度が低下傾向であった Well 8 の生産量が脈動するため 12 月 28 日に初期噴気へ切り替えられており，その時の影響が現れていると考えられる。第Ⅱ-3-2-3-1-4
表にカーブマッチング法による解析結果一覧を示す。本表には，涵養注水前の平成 27
年 3 月 24 日に実施されたフォールオフ，涵養注水期間約 3 カ月後の平成 27 年 8 月 31
日のフォールオフ及び涵養注水再開 1 カ月後の平成 27 年 12 月 26 日のフォールオフのカーブマッチング法の解析結果一覧を示す。これによると浸透率は大きくなる傾向を示しており，涵養注水が継続されることにより徐々に浅部坑井周辺のき裂が刺激され透水性が徐々に向上していると考えられる。
第Ⅱ-3-2-3-1-15 図に坑内圧力温度モニタリング装置設置概念図及び第Ⅱ-3-2-3-1-16
図に坑内圧力温度センサー及び坑口状況をそれぞれ示す。

20000

10
Pressure
Temperature

18000
16000

8

Pressure (kPaA)

12000

6

10000
8000

4

6000
4000

2

2000
0

0

2015/03/23 12:30

2015/03/23 12:40

2015/03/23 12:50

2015/03/23 13:00

date time
第Ⅱ-3-2-3-1-6 図

坑内圧力温度センサー降下前加圧試験状況

271

Temperature(deg.C)

14000

14000280

280
cable pack-off/wellhead setup

10000

200

8000

200

160

6000

4000

240

2000m

Injection Rate (t/h)

240

160

1500m

120

120

80

80

Temperature (deg.C)

Pressure (kPaG)

2035m

12000

1000m

2000

40

0

40

0

0m

Downhole Pressure
Downhole Temperature
Injection Rate

500m

2015/03/25 08:00

2015/03/25 14:00

2015/03/25 20:00

2015/03/26 02:00

0

2015/03/26 08:00

Date Time

設置作業中

第Ⅱ-3-2-3-1-7 図

設置後推移

14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング状況（設置直後）

14000

350

313.2℃(4/28, 17:59)

300

12000

250

11000

200

10000

150

9000

9198kPaG(4/28, 17:59)

8000

100

Temperature (deg.C)

Pressure (kPaG)

13000

50
Downhole Pressure at 2035m
Downhole Temperature at 2035m

7000
2015/03/25

0
2015/03/30

2015/04/04

2015/04/09

2015/04/14

2015/04/19

2015/04/24

2015/04/29

Date
第Ⅱ-3-2-3-1-8 図

14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング状況（設置後約 1 ヶ月）

272

Injection Rate (t/h)

Pressure (MPaG)

n Rate (t/h)

273

抑圧
注水

50t/h

h

6/21:集 中 豪 雨(取 水 口 異物)

6/12

50t/h

70t/h

100t/

短期ステップレート

5/1

5/2: 313.27℃

Max. temp

設置深度2035m

6/12

過熱度: 7.7℃

Downhole Pressure

5/1

Injection Rate

9/4

10/16

7/24

1/8

PTモニタリング状況

前日までにWell2, Well8
で数日の注水作業2016

トレーサで導通が確認されている Well 8の変動の影響が大き
いと考えられる

2/19

0

40

80

120

160

200

Saturation Temperature360
過熱度: 6.9℃
過熱度: 5.3℃
設置深度1895m
330
300
Max. temp
Max. temp
270
10/12: 305.83℃
1/30: 300.03℃
240
210
1/1-9: 坑 内 温 度 脈 動180150
圧力フォールオフ解析
圧力フォールオフ解析
120
90
60
9/17:近 隣 坑 井 注 水開 始30
1/1-12: 坑 内 圧 力 脈 動
9/3:近 隣 坑 井 生 産停止
0
9/4
10/16
11/27
1/8
2/19

2016

12/16:揚 水 ポ ン プ
一時不調

70t/h

11/27

50t/h

70t/h

90t/h

50t/h

シャ ットイン(12/26)
短期ステップレート

240

1/29:Well-8 PTS検 層
2/19:Well-8 PTS検 層

Amount of Injected Water

Downhole Temperature

注水量および積算流量

7/24

7/14:停 電
7/22:停 電

8/17:ポン プ 異物付着
(流 量 一 時低下)70t/h

流量変更(7/31)

シャ ットイン(8/31)

6/5,8,10,11:PTS検 層
7/7-10:Well-5 PTSサ ン プ ラ検層
8/25-28:Well-5 PTSサ ン プ ラ検層
6/26:気 相 ・ 二相トレーサー投入

300
250
200

14JN-R1@2035m--> 1895m
第Ⅱ-3-2-3-1-9 図 14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング状況（涵養期間含む）
Steam
Steam(all)Steam(P1)
Steam(P2)
Steam(P1v)
350

2015

13.0
12.5
12.0
11.5
11.0
10.5
10.0
9.5
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
3/20

2015

0
3/20

20

40

60

80

100

120

Temperarute (deg.C)

涵養井の状況および蒸気・熱水生産量（2015/5/31-2016/2/07）

Amount of Injected Water(x1,000 ton)

第Ⅱ-3-2-3-1-3 表

圧力フォールオフ解析設定パラメータ
F.A.S.T. WellTESTTM ver.7.10.0.487

ソフトウェア(IHS Global Canada Limited)

解析モデル

均質多孔質媒体, 水平放射状流

境界条件

無限遠方
孔隙率：10%,層厚：210m,

設定パラメータ
地層温度：300℃
マッチング方法

第Ⅱ-3-2-3-1-10 図

インバージョン

14JN-R1 カーブマッチング解析モデル

274

275

8.40

8.60

8000

8200

8400

1700

8.80 86009.00

8800

9000

9200

9400

9600

9800

10000

10200

10400

10600

10800

11000

11200

9.40

9.80

1950

2050

Time (h)

9.60

2250

10.20

2350

10.40

2450

10.60

2550

10.80

Time (h)

2650

11.00

2750

11.20

2850

11.40

2950

11.60

3050

11.80

3150

12.00

3250

12.20

3350

12.40

2.00

-0.20

3450

12.60

3550

-3.00
3650 3700

-2.50

-2.00

-1.00
p
data
p datapmodel
p model-0.90
q wwater
q
ater
-1.50
% Error
%
Error
-1.00
12.80

-0.80

-0.50

-0.70

0.00

-0.60

0.50

-0.50

1.00

kh1 1009.1328 mD.m
-0.30
h1
210.000 m
1.50
k1
4.8054 mD
r1
m
-0.40
s'
-2.255

14JN-R1 圧力フォールオフヒストリーマッチング結果(平成 27 年 8 月 31 日フォールオフ)

10.00

2150

第Ⅱ-3-2-3-1-11 図

1800 1850

9.20

History

-0.10

0.00

0.10

Error (%)

Pressure (kPa(a))

-1700

-1600

-1500

-1400

-2400
-1300

-1200

-2300

-1100

-1000
-2200

-900

-2100

-800

-700

-2000

-1900
-600

-500

-1800

-400

-300
-1700

-200

-1600

-100

0

-1500

-1400

-1300

-1200

-1100

Liquid Rate (m3/d)
Liquid Rate (m3 /d)Error (%)

9000
1/4 7:26 初期二次弁
面積開度 24⇒44%

DH pressure(kPa)

8800

1/5 10:20 初期二次弁
面積開度 44⇒100%

8600
8400
8200

(Well 8 坑口圧力)(Well8 WHP挙動)

8000
7800
7600
7400
2016/01/03 00:00

2016/01/04 00:00

2016/01/05 00:00

2016/01/06 00:00

2016/01/07 00:00(涵養井坑内圧力)

3000

9000

↓涵養井 シャットイン

2000↓Well 8 変動終息

8000

1000

Well 8 坑口圧力 (kPa)涵養井(14JN-R1)坑内圧力@1,895m
Well 8 坑口圧力

↑Well 8 変動開始

↑Well 8 併入

↑Well 8 初噴ライン切り替え

7000
2015/12/20

2015/12/25

2015/12/30

第Ⅱ-3-2-3-1-12 図

2016/01/04

2016/01/09

2016/01/14

0
2016/01/19

涵養井及び Well 8 の圧力変動状況

Degree of superheat(deg.c)涵養井(14JN-R1)坑内圧力@1,895m (kPa)

10000

第Ⅱ-3-2-3-1-13 図

涵養井及び Well 8 のモニタリング状況

276

第Ⅱ-3-2-3-1-4 表

圧力フォールオフ解析結果一覧

解析データ

H27.3.24
フォールオフ（注水試験時）H27.8.31
フォールオフ（涵養停止時）H27.12.26
フォールオフ（涵養停止時）

涵養状況

涵養開始前

涵養中
涵養期間約 3 カ月

涵養中涵養期間約 1 カ月

解析モデル

ラジアルモデルラジアルモデルラジアルモデル

浸透率(mDarcy)

2.39(2.36E-15 m2)

4.81(4.75E-15 m2)

6.65(6.56E-15 m2)

浸透率・層厚積(mDarcy-m)

502.43(4.96E-13 m3)

1,009.13(9.96E-13 m3)

1,398.33(13.80E-13 m3)

ｽｷﾝﾌｧｸﾀｰ
(-)

-4.15

-2.26

-2.99

277

20

8.40

8.60

278

7600

7800

8000
8.80

8200

9.00

9.20

9.40

9.60

9.80

10.00

10.20

10.40

10.60

10.80

11.00

11.20

11.40

11.60

11.80

12.00

12.20

12.40

12.60

-10

-8

第Ⅱ-3-2-3-1-14 図

14JN-R1 圧力フォールオフヒストリーマッチング結果(平成 27 年 12 月 26 日フォールオフ)

Time (h)5105 5110 5115 5120 5125 5130 5135 5140 5145 5150 5155 5160 5165 5170 5175 5180 5185 5190 5195 5200 5205 5210 5215 5220 5225 5230 5235 5240 5245 5250 5255 5260 5265 5270 5275

Time (h)

-6

-4

-2

-0.80

8400

-2200

-2000

-1800

-2400

-1600

-2300

-1400

-2200

-1200

-2100

-1000

-2000

-800

-1900

-1800
-600

-400
-1700

-200
-1600

0

-1500

-1400

-1300

-1200

-1100

-1000

Error (%)

p datap datappmodelmodel-0.90
qqwwaterater
Error%Error
%
-1.00
12.80

0

2

4

6

-0.70

-0.60

-0.50

-0.40

kh1 1398.3337 mD.m
210.000 m
h1
-0.30
8
mD
6.6587k1
m
r1-2.999
s'

-0.20

8600

8800

9000

9200

History

-0.10

0.00

0.10

Error (%)

Pressure (kPa(a))

Liquid Rate (m3/d)
Liquid Rate (m3 /d)Laptop PC等(専用ソフト)

ジャン クショ ンボックス

坑口圧力セン サー
(ERD)

圧力ゲージ

ルーター

ブ リード弁
2-3/8"EUE

パックオフサブアダプターフランジ(ANSI900-10B)

地上ケーブ ル
モバイ ル網(docomo/Foma)

主弁

既設坑口装置

観測ボックス(L:1.44 x W:0.82 x H:0.92m)

袖弁(断熱材入り)データ通信モジュール

袖弁

データロガー 12V バッテリ
20"CSG

32.28m154.39m

坑内ケーブル(1/4"OD, Incoloy825)

997.32m 傾斜:約2°

5-1/2"TBG注水管＊坑内ケーブル切断個所(深度1792m)

1814.00m (5-1/2"TBG End)
1840.48m (7" slotted liner Top)
1880.54m (9-5/8"CSG shoe)

傾斜:約29°⇦設置深度1895m

坑内温度圧力センサー(MORE-S)

7"孔明管
2100.26m 傾斜:約19°

第Ⅱ-3-2-3-1-15 図

14JN-R1 坑内圧力温度モニタリング装置設置概念図

279

坑内センサーライン
坑内ケーブル
シール部

坑口センサー
通信用アンテナ

主弁
坑口装置(既設)

データロガー
観測ボックス

第Ⅱ-3-2-3-1-16 図

14JN-R1 坑内圧力温度センサー及び坑口状況(4) モニタリング井(Well 12)における坑内圧力温度モニタリング
Well 12 においては，坑井改修後に注水中 PTS 検層を実施した後，深度 1,850m に坑内圧力温度モニタリング装置を設置した。
平成 29 年 1 月 16 日に実施した注水中（流量 60t/h）の PTS 検層結果（第Ⅱ-2-1-3-1-3図）から，坑内圧力温度モニタリング装置の設置深度候補としては，深度 1,160m 付近
及び深度 1,723m 付近が挙げられる。それぞれの特徴を第Ⅱ-3-2-3-1-5 表にまとめる。
Well 12 は過去の静止時検層結果から，ガス単相領域，飽和蒸気単相領域，気液二相領域に区分され，現在も同様の状況となる可能性が高い。そのため，圧力温度モニタリン
グ装置を可能な限り深部に設置した方が，貯留層の変動を捉えやすいと考えられる。この場合，モニタリングの対象としては，断層 F 系の圧力温度変化となる。協議の結果，
深度 1,723m 以深がモニタリング深度として適切との結論を得た。ただし，坑井静止状
態での坑内水位が不明であり，坑内圧力温度モニタリング装置設置後は深部方向への深度変更が不可能となるため，可能な限り深部に設置する方針とし，坑内圧力温度モニタ
リング装置は深度 1,850m 付近に設置することにした。

280

Well 12 へ の 坑 内 圧 力 温 度 セ ン サ ー の 設 置 直 前 に セ ン サ ー の 加 圧 試 験 （ 第 Ⅱ-3-2-3-1-17 図）により動作確認を行い，平成 29 年 3 月 23 日に坑井抑圧中に坑内圧力
温度センサーの設置作業を行った。坑内圧力温度センサーの降下途中は，坑内ケーブル張力の異常等は特段認められなかった。坑内圧力温度センサーを深度 1,850m に設置後，坑口パックオフ（圧力シール）及びクランプ止め等の坑口処理を行った後，データロガ
ーを接続して計測を開始した。第Ⅱ-3-2-3-1-18 図に坑内圧力温度モニタリング状況（設置直後）及び第Ⅱ-3-2-3-1-19 図に坑内圧力温度モニタリング状況（設置後推）をそれぞれ示す。坑内圧力温度センサー設置終了後の注水作業停止以降は，3 月 31 日の坑内圧力は 6,593kPaG，坑内温度は 211.5℃で推移している。第Ⅱ-3-2-3-1-19 図に坑内圧力温度
モニタリング装置設置概念図及び第Ⅱ-3-2-3-1-20 図に坑内圧力温度センサー及び坑口状況をそれぞれ示す。

第Ⅱ-3-2-3-1-5 表
FP 深度

FP 深度

今回判明した FP 深度とモニタリング対象

断裂系

モニタリング対象(過去の検層)1,160m1145(33%)

断層 G

涵養域における圧力温度変化⇒涵養による影響を捉える

1,723m1740(14%)

断層 F

涵養域から離れた地点における圧力温度変化⇒涵養による影響がないことを確認281

14000

14
Pressure
Temperature

12

10000

10

8000

8

6000

6

4000

4

2000

2

0

Temperature(deg.C)

Pressure (kPaA)

12000

0

2017/03/22 15:10

2017/03/22 15:30

2017/03/22 15:50

date time
第Ⅱ-3-2-3-1-17 図

8000

坑内圧力温度センサー降下前加圧試験状況

320

160

280

6000

240

5000

200

4000

3000

2000

140
1600m

120

100

Injection Rate (t/h)

7000

160

80
1200m

120

60

801m

80

Downhole Pressure
Downhole Temperature
Injection Rate

72t/h
1000

0

40

51t/h
402m

0
2017/03/23 14:00

2017/03/23 18:00

Date Time

第Ⅱ-3-2-3-1-18 図

20

30t/h

0
2017/03/23 10:00

40

Well 12 坑内圧力温度モニタリング状況（設置直後）

282

Temperature (deg.C)

Pressure (kPaG)

1850m

7500

260
Downhole Pressure @1850m
Downhole Temperature @1850m

7400
7300

220
200

7100

180

7000

160

6900

140

6800

120

6700

3/31, 9:21
6593kPaG

6600
6500
2017/03/23 17:00

100
80
60

2017/03/25 17:00

2017/03/27 17:00

2017/03/29 17:00

Date Time
第Ⅱ-3-2-3-1-19 図

Well 12 坑内圧力温度モニタリング状況（設置後推移）283

Temperature (deg.C)

3/31, 9:21
211.5℃

7200

Pressure (kPaG)

240

Laptop PC等(専用ソフト)

ジャン クショ ンボックス

ルーター

坑口圧力セン サー(ERD)

アダプターフランジ(ANSI900-10B)

圧力ゲージ
ブ リード弁

地上ケーブ ル

パックオフサブ2-3/8"EUE

モバイ ル網(docomo/Foma)

既設坑口装置
観測ボックス(L:1.44 x W:0.82 x H:0.92m)

主弁(断熱材入り)データ通信モジュール

袖弁

データロガー 12V バッテリ

32.28m32.28m558.00m

553.65m 傾斜:約2°－7"CSG end:677.76m－7"CSG bell mouse:705.02m－7"CSG Blind:985.33m

1107.76m 傾斜:約5°1145.00m

坑内ケーブル(1/4"OD, Incoloy825)

坑内温度圧力センサー(MORE-S)⇦設置深度:1850m－7"CSG shoe:1886.10m

2090.00m

第Ⅱ-3-2-3-1-20 図

傾斜:約30°Well 12 坑内圧力温度モニタリング装置設置概念図

284

地上
ケーブル

坑口
センサー

ケーブルシール部

坑口装置

データロガー
観測ボックス

坑内センサー

第Ⅱ-3-2-3-1-21 図

Well 12 坑内圧力温度センサー及び坑口状況

２. トレーサ試験(1) 調査概要
ここでは，平成 27 年 6 月 24 日～平成 28 年 1 月 20 日にかけて実施したマルチトレーサ試験を事例として示す。
観測対象とする生産井におけるバックグランドサンプルは平成 27 年 6 月 24 日～6 月
25 日に実施し，14JN-R1 へのトレーサ注入は平成 27 年 6 月 26 日に行った。その後のサンプリングは，平成 27 年 6 月 26 日～平成 28 年 1 月 20 日にかけて実施した。第Ⅱ-3-2-3-2-1 表にサンプリング実施日程を示す。
ここで，トレーサ投入時は 14JN-R1 へ約 50t/h で注水が行われていた。

(2) トレーサ注入
a. 気相トレーサ
気相トレーサについてはポリタンクを準備し，シクロヘキサン・パーフルオロカー
ボン（25kg）と溶媒（ヘキサン約 30 リットル，イソプロパノール約 30 リットル，水285

約 40 リットル）を混合し，よく撹拌した。
気相トレーサの注入は 9 時頃から約 250mL/分の流速で 8:54～17:40 の約 8 時間かけて行った。第Ⅱ-3-2-3-2-1 図に注入の様子を示す。

b. 二相トレーサ
二相トレーサは，トレーサの入ったドラムから 1 インチのホースで直接注入した。
注水中は涵養井の坑口は負圧となるため，坑口の注入口に接続したホースを直接ドラ
ム缶内に差し込み，トレーサを吸い込ませた。
注入した 2,2,2 トリフルオロエタノールは 400 リットル（ドラム缶 2 本），イソプロ
パノールトレーサは 800 リットル（ドラム缶 4 本）である。2,2,2,トリフルオロエタ
ノールは 17:45～17:55 にかけて，イソプロパノールアルコールは 17:55～18:07 にかけてそれぞれ注入した。第Ⅱ-3-2-3-2-2 図に注入時の様子を示す。

286

サンプリング日

経過時間(日）2015/06/24
2015/06/25
2015/06/26
2015/06/27
2015/06/28
2015/06/29
2015/06/30
2015/07/01
2015/07/02
2015/07/03
2015/07/04
2015/07/05
2015/07/06
2015/07/07
2015/07/08
2015/07/09
2015/07/10
2015/07/13
2015/07/14
2015/07/21
2015/07/22
2015/07/29
2015/07/30
2015/08/04
2015/08/11
2015/08/12
2015/08/18
2015/08/25
2015/08/26
2015/12/18
2015/12/19
2016/01/19
2016/01/20

-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
17
18
25
26
33
34
39
46
47
53
60
61
175
176
207
208

well-1well-2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1
1

第Ⅱ-3-2-3-2-1 表

サンプリング実施日程

well-3well-4well-5well-6

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

1

1

1

1
1
1
1
1
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1

1

1

1

1

1

1

1

1

1
1

1
1

1
1
1
1
1
1

1

1

1

1

1
1
1

1

1

1

1

1

1

1
1
1

1
1
1

1
1
1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1
1
1

1

1

1

1
1
1

1
1

1

1
1
1

1

1
1

1

1
1

1
1
1

1

1

1
1

1
1

1

1

1
1
1
1
1
1
1

1
1

1

1

1
1

1

1

1
1

1
1

1
1

1

1

1

1

1

1
1

287

1
1

1
1

1

1
1

1
1

1

1
1
1

1
1
1

1
1

well-10 well-11 well-13 well-17 well-23

1
1
1

1
1

well-9

1

1

1
1
1

1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

1

1
1

well-81

1

1
1

well-7

1

1

1
1

1

第Ⅱ-3-2-3-2-1 図

気相トレーサ注入の様子（左：タンク内の気相トレーサを撹拌しながら注入，右：14JN-R1 の袖バルブから注入口）

第Ⅱ-3-2-3-2-2 図

二相トレーサ注入の様子

288

c. サンプリング
サンプリングは，各生産井の二相配管上部に設置されているサンプル採取用ポートにサンプリングセパレータを取り付けて行った。サンプル採取ではサンプリングセパ
レータ内部の圧力が二相配管内と同じになる様調整し，分離された蒸気を冷却用コン
デンサへ通す事で凝縮させ，容器に採取した。
気相トレーサ用のサンプリングでは，コンデンサで冷却された蒸気（凝縮水）を非凝縮性ガスと共に約 200g の 8 規定 NaOH 溶液を入れて真空引きしたガラス容器に採取した。二相トレーサ用のサンプリングでは，コンデンサで冷却された蒸気（凝縮水）
を大気圧下でポリビンに採取した。第Ⅱ-3-2-3-2-3 図にサンプリングの様子を示す。
サンプリングは，涵養井近傍の生産井を高頻度で，その他坑井を低頻度で行った。

高頻度サンプリング井Well 3，4，5，6，8，11（6 坑井）

低頻度サンプリング井Well 1，2，7，9，10，17，13（7 坑井）

これら対象坑井は本地域の主要な生産ゾーンである断層 G 系の生産井であるが，断層 D 系の生産ゾーンへのトレーサ拡散の確認のため，Well 23 でもサンプリングを 1回おこない，これを分析した。

第Ⅱ-3-2-3-2-3 図

サンプリングの様子（左：サンプリングセパレータ，右：気相トレーサ採取の様子）

289

d. 分析結果
i) 気相トレーサ（PDMCH）
第 Ⅱ -3-2-3-2-2 表 に 個 々 の 坑 井 の 再 湧 出 状 況 ， 第 Ⅱ -3-2-3-2-4 表 及 び 第 Ⅱ-3-2-3-2-4 図～第Ⅱ-3-2-3-2-8 図に気相トレーサ（PDMCH）の分析結果を示す。図には平成 25 年度に実施したトレーサ試験結果も併せて示した。
図では，平成 25 年度に Well 12 に投入したトレーサの再湧出が現在も継続している様子が示されており，今回 14JN-R1 に投入したトレーサの再湧出カーブは，
前回投入のトレーサ再湧出カーブ上に乗った形となっている坑井も見られる。
今回の調査では，主要な調査対象とした 13 坑井の内，Well 7，Well 9，Well 10の 3 坑井を除き同トレーサ成分が検出された。Well 23 は，対象域と異なる断層 D
系の生産井でトレーサ成分の検出の有無確認のためにサンプリングを実施したが，トレーサ成分が検出されたが，今回の投入によるものか，平成 25 年度のものかについては不明である。

ii) 二相トレーサ（TFEA）
第 Ⅱ -3-2-3-2-3 表 に 個 々 の 坑 井 の 再 湧 出 状 況 ， 第 Ⅱ -3-2-3-2-5 表 及 び 第 Ⅱ-3-2-3-2-9 図～第Ⅱ-3-2-3-2-13 図に二相レーサ（TFEA）の分析結果を示す。図には平成 25 年度に実施したトレーサ試験結果も併せて示している。
図では，一部坑井で平成 25 年度に Well 12 に投入したトレーサの再湧出が現在も継続している様子が示されており，今回 14JN-R1 に投入したトレーサの再湧出
カーブは，前回投入のトレーサ再湧出カーブ上に乗った形となっている坑井も見られる。
今回の調査では，主要な調査対象とした 13 坑井の内，Well 1，Well 5，Well 6，
Well 8 の 4 坑井で同トレーサ成分が検出された。

290

第Ⅱ-3-2-3-2-2 表
坑井名
Well 1

Well 2
Well 3Well 4
Well 5Well 6
Well 7
Well 8Well 9Well 10Well 11
Well 13
Well 17

再 湧 出 状 況
PDMCH の再湧出が確認されている。
なお，2013 年の注入されたトレーサの減衰カーブ上に 2015 年の再湧出カー
ブが乗っている様に見られる。
応答が小さいが PDMCH の再湧出が確認されている。
PDMCH については再湧出が検出されている様であるが，2013 年のトレー
サの減衰カーブ上に乗っていて，応答は小さい。
PDMCH の再湧出が確認されている。
なお，同応答は 2013 年のトレーサの減衰カーブ上に乗っていると思われる。
PDMCH については，明瞭な再湧出が見られ，応答はシャープである（7 月
21 日がピーク）。
PDMCH については再湧出が明瞭に見られる。
応答はシャープである（7 月 29 日がピーク）。
PDMCH の再湧出は確認されていない。
PDMCH については明瞭な再湧出が見られ，応答はシャープである（7 月
13 日がピーク）。
PDMCH が検出されるも，2013 年のトレーサ試験で注入された PDMCH の影響である可能性もある。
PDMCH は明瞭に検出されていない。
PDMCH については再湧出が検出されているが，明瞭な再湧出カーブを示していない。
PDMCH については再湧出が見られる。
再湧出カーブはなだらかで，8 月 12 日がピークに近いと思われる。
PDMCH については，再湧出が確認されているが，検出限界に近い低濃度である。なお 2013 年度調査では本坑井はサンプリング対象とされていないた
め，前回のトレーサ試験の減衰カーブとの関係は不明である。

第Ⅱ-3-2-3-2-3 表
坑井名
Well 1
Well 2
Well 3Well 4
Well 5Well 6
Well 7
Well 8Well 9Well 10Well 11
Well 13
Well 17

気相トレーサ(PDMCH)再湧出状況

二相レーサ(TFEA)再湧出状況

再 湧 出 状 況
TFEA については，再湧出が確認されていると思われるが，2013 年のトレーサの減衰カーブ上に乗っていると思われる。
TFEA については検出されていない。
TFEA については検出されていない。
TFEA については検出されていない。
TFEA に明瞭な再湧出が見られる。
TFEA についても再湧出が確認されている。
TFEA の再湧出は確認されていない。
TFEA に明瞭な再湧出が見られる。
TFEA は検出されていない。
TFEA は明瞭に検出されていない。
TFEA については検出されていない。
TFEA については検出されていない。
TFEA については検出されていない。

291

第Ⅱ-3-2-3-2-4 表
Well1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
7

気相トレーサ(PDMCH)分析結果
Well-

mg/kg
DATE
2015/06/24 14:40 2.03E-03
2015/07/01 09:50 3.22E-03
2015/07/09 08:20 3.30E-03
2015/07/21 10:30 2.58E-03
2015/08/12 09:50 2.81E-03
2015/08/26 08:40 3.20E-03
2015/12/19 08:45 3.28E-03
2016/01/20 08:50 1.71E-03
2015/06/24 15:00 8.46E-04
2015/07/01 10:10 8.59E-04
2015/07/09 09:00 1.34E-03
2015/07/21 10:50 8.25E-04
2015/08/12 10:20 1.01E-03
2015/08/26 09:00 1.04E-03
2015/12/19 09:00 1.45E-03
2016/01/20 09:15 7.80E-04
2015/06/25 08:30 <2.7E-05
2015/06/26 17:30 1.30E-02
2015/07/01 08:10 1.60E-02
2015/07/08 08:10 1.17E-02
2015/07/13 09:20 9.70E-03
2015/07/29 08:00 1.40E-02
2015/08/11 08:10 1.41E-02
2015/08/18 09:00 1.00E-02
2015/08/25 08:30 1.30E-02
2015/12/18 09:20 8.61E-03
2016/01/19 10:00 6.01E-03
2015/06/25 11:00 1.94E-04
2015/07/01 09:20 2.30E-04
2015/07/08 10:50 3.44E-04
2015/07/13 11:15 4.72E-04
2015/07/30 08:10 2.90E-04
2015/08/12 09:30 3.39E-04
2015/08/18 15:10 3.67E-04
2015/08/26 08:20 3.90E-04
2015/12/19 08:30 4.05E-04
2016/01/20 08:40 1.70E-04
2015/06/25 09:40 3.54E-04
2015/06/28 09:00 4.84E-04
2015/07/01 08:40 1.13E-03
2015/07/04 09:40 3.27E-03
2015/07/09 11:25 5.74E-03
2015/07/13 08:20 4.69E-03
2015/07/21 09:30 9.79E-03
2015/08/04 13:30 3.78E-03
2015/08/12 09:00 6.45E-03
2015/08/18 11:30 4.60E-03
2015/08/28 11:10 4.58E-03
2015/12/18 09:45 8.10E-03
2016/01/19 11:00 4.25E-03
2015/06/25 10:20 1.09E-04
2015/07/01 09:20 1.34E-04
2015/07/08 10:20 5.75E-04
2015/07/13 10:40 6.81E-04
2015/07/22 11:10 7.44E-04
2015/07/29 09:20 2.30E-03
2015/08/04 09:50 3.67E-03
2015/08/11 09:40 9.49E-04
2015/08/18 10:30 3.93E-04
2015/08/25 09:20 3.87E-04
2015/12/18 10:35 2.01E-03
2016/01/19 11:50 1.28E-03
2015/06/24 13:30 <2.1E-05

7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
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17
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17
17
17
17
17
17
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2016/01/20 11:15 2.10E-04(2015/6/24-25 のサンプルはバックグランド用)292

第Ⅱ-3-2-3-2-5 表
Well1
1
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1
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5
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6
6
6
6
6
6
6
6

二相トレーサ(TFEA)分析結果

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2015/06/25 10:20 <5.0E-03
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2015/07/09 10:40 <5.0E-03
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2015/08/12 11:10 <1.3E-02

Well6
6
6
7
7
7
7
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7
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7
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11
11
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13
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13
13
17
17
17
17
17
17
17
17
17
23

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2015/12/18 08:45 1.81E-02
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2015/06/27 09:00 <1.3E-02
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2015/08/25 09:30 <5.0E-03
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2016/01/19 12:15 <5.0E-03(2015/6/24-25 のサンプルはバックグランド用)

293

Well-01
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-02
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-03
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-4 図

PDMCH 再湧出カーブ(1)294Well-04
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-05
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-06
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-5 図

PDMCH 再湧出カーブ(2)295Well-07
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-08
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-09
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-6 図

PDMCH 再湧出カーブ(3)296Well-10
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-11
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-13
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-7 図

PDMCH 再湧出カーブ(4)297Well-17

1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390

590

日数

第Ⅱ-3-2-3-2-8 図

PDMCH 再湧出カーブ(5)

298

790

Well-01
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-02
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-03
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-9 図

TFEA 再湧出カーブ(1)299Well-04
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-05
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-06
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-10 図

TFEA 再湧出カーブ(2)300Well-07
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-08
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-09
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-11 図

TFEA 再湧出カーブ(3)301Well-10
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E-03
-10

190

390

590

790

590

790

590

790

日数

Well-11
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

Well-13
1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390
日数

第Ⅱ-3-2-3-2-12 図

TFEA 再湧出カーブ(4)302Well-17

1.0E+01濃度(mg/kg)

1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-03
-10

190

390

590

日数

第Ⅱ-3-2-3-2-13 図

TFEA 再湧出カーブ(5)

303

790

iii) 二相トレーサ（イソプロパノールアルコール：IPA）
各モニタリング試料の IPA 濃度の分析結果を第Ⅱ-3-2-3-2-6 表に，IPA 濃度の経時変化を第Ⅱ-3-2-3-2-14 図に示す。2015 年 8 月 28 日までのモニタリング試料を分析した結果，Well 8 に IPA の再湧出を認めた。同坑井に対する IPA の再湧出開始
時間は約 2 日（38 時間），最大検出濃度は 0.22 mg/L であった。
Well 11 のモニタリング試料では，分析上得られるクロマトグラムにおいて IPAと同じ位置にピークを持つ物質が検出された。しかし，同坑井にはバックグラウン
ド試料がないため，この物質が IPA なのか坑井蒸気に元来含まれている物質なのかを判別することができない。加えて，第Ⅱ-3-2-3-2-6 表及び第Ⅱ-3-2-3-2-14 図ではこの物質を IPA として定量した濃度値を示したが，その値は連続して変化しておらず，トレーサの再湧出とは考え難い変化傾向を描く。これらのことから，Well 11に対して IPA が再湧出したとは判断しなかった。

Well11

Well8

第Ⅱ-3-2-3-2-14 図

二相トレーサ(IPA)の分析結果

304

第Ⅱ-3-2-3-2-6 表
調
査
年
度

平
成
27
年
度

二相トレーサ(IPA)分析結果表
イソプロピルアルコール濃度【IPA】：mg/L

No.

採取日

経過時間
(日)

Well名
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

13

17

B.G.1

2015/06/24

-

n.d

n.d

---

---

---

---

n.d

---

n.d

n.d

---

n.d

---

B.G.2

2015/06/25

-

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

n.d

---

---

---

---

---

投入

2015/06/26

-

---

---

○

---

---

---

---

n.d

---

---

---

---

---

1

2015/6/27 AM

1

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

---

n.d

n.d

2

2015/6/27 PM

1

---

---

---

---

---

○

---

---

---

---

---

---

---

3

2015/06/28

2

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.036

---

---

---

---

n.d

4

2015/06/29

3

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d 0.058

n.d

n.d

---

n.d

n.d

5

2015/06/29

3

---

---

---

---

---

○

---

---

---

---

---

---

---

6

2015/06/30

4

---

---

n.d

n.d

n.d

---

---

0.11

---

---

---

---

---

7

2015/07/01

5

n.d

n.d

○

○

○

○

n.d

0.17

n.d

---

---

n.d

n.d

8

2015/07/02

6

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.20

---

---

---

---

---

9

2015/07/03

7

n.d

n.d

○

○

○

○

n.d

0.22

n.d

---

---

n.d

n.d

10

2015/07/04

8

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.22

---

---

---

---

n.d

11

2015/07/05

9

○

○

---

---

---

---

○

---

○

---

---

○

○

12

2015/07/06

10

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.16

---

○

---

---

---

13

2015/07/07

11

---

---

---

---

n.d

---

---

---

---

n.d

0.13

---

---

14

2015/07/08

12

---

---

○

○

○

○

---

0.19

---

---

0.085

---

---

15

2015/07/09

13

n.d

n.d

---

---

n.d

---

n.d

---

n.d

n.d

---

n.d

---

16

2015/07/10

14

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.12

---

---

0.11

---

---

17

2015/07/13

17

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.072

---

---

0.25

---

---

18

2015/07/14

18

n.d

n.d

---

---

---

---

n.d

---

n.d

n.d

---

n.d

n.d

19

2015/07/21

25

n.d

n.d

n.d

n.d

n.d

---

---

0.049

---

---

---

---

---

20

2015/07/22

26

---

---

---

---

---

n.d

n.d

---

n.d

n.d 0.025

n.d

n.d

21

2015/07/29

33

---

---

n.d

---

---

n.d

---

0.014

n.d

---

---

---

n.d
---

22

2015/07/30

34

n.d

n.d

---

n.d

---

---

n.d

---

---

---

---

n.d

23

2015/08/04

39

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.013

---

---

---

---

n.d

24

2015/08/11

46

---

---

n.d

---

---

n.d

---

0.009

n.d

---

---

---

n.d

25

2015/08/12

47

n.d

n.d

---

n.d

n.d

---

n.d

---

---

n.d

---

n.d

---

26

2015/08/18

53

---

---

n.d

n.d

n.d

n.d

---

0.006

---

---

0.32

---

---

27

2015/08/25

60

---

---

n.d

---

○

n.d

n.d 0.018

n.d

---

---

n.d

n.d

28

2015/08/26

61

n.d

n.d

---

n.d

n.d

---

---

---

---

---

---

---

---

29

2015/08/27

62

---

---

---

---

n.d

---

---

---

---

---

---

---

---

30

2015/08/28

63

---

---

---

---

n.d

---

---

---

---

n.d

---

---

---

12

12

20

19

23

20

12

20

12

10

6

12

試料採取数量
試料採取数量計
分析数量

13
191

11

11

16

16

19

15

分析数量計

11

20

11

9

6

11

12
168

注1）B.G.：バックグラウンド
n.d：検出限界未満注2）---：採取試料なし（モニタリング対象外）○：試料採取のみ実施（未分析）
注3）バックグラウンド濃度を連続して上回った場合を再湧出開始と判定した。
0.000
注4）
再湧出試料（赤色文字は最大検出濃度）。

305

e. トレーサ試験のまとめ
今回のトレーサ試験では，気相トレーサとしてパーフルオロカーボン（PFC），二相トレーサとして 2,2,2 トリフルオロエタノール（TFEA）及びイソプロパノールアル
コール（IPA）を用いた。トレーサ注入井は 14JN-R1，観測井は Well 1，2，3，4，5，
6，7，8，9，10，11，13，17 の 13 坑井である。
気相トレーサについては，主要な調査対象とした 13 坑井の内，Well 7，9，10 の 3坑井を除き同トレーサ成分が検出された。この内，Well 5，6，8 については再湧出が明瞭でかつ，シャープなカーブを示しているが，これら坑井は断層 H に属している。
幾つかの坑井では平成 25 年度に投入された気相トレーサの再湧出が続いており，その上に今回のトレーサの再湧出カーブが重なっている。
この他，Well 23 は，対象域と異なる断層 D 系の生産井でトレーサ成分の検出の有無確認のためにサンプリングを実施したが，トレーサ成分が検出されたが，今回の投入によるものか，平成 25 年度のものかについては不明である。
二相トレーサ（TFEA）については，一部坑井で平成 25 年度に Well 12 に投入したトレーサの再湧出が現在も継続している様子が示されており，今回 14JN-R1 に投入したトレーサの再湧出カーブは，前回投入のトレーサ再湧出カーブ上に乗った形となっている坑井も見られる。今回の調査では，主要な調査対象とした 13 坑井の内，Well
1，5，6，8 の 4 坑井で同トレーサ成分が検出された。
二相トレーサ（IPA）については，Well 8 のみで再湧出が確認された。奥会津地熱
貯留層は高温のため，IPA は分解されてしまい再湧出が確認された坑井が少なかったものと考えられる。

f. マルチトレーサ試験から推定した蒸気増産効果i) 概要
平成 27 年度には涵養井 14JN-R1 にマルチトレーサ（気相トレーサ，二相トレーサ）を投入し，断層 G 系の生産井を中心とした 13 本の生産井でトレーサの再湧出
カーブの観測を行った。
トレーサの分析及び解析の結果，本涵養試験では貯留層はシングル沸騰モデルと見なすことが出来ると考えられ，また，同モデルを仮定した場合の涵養水の沸騰割合を計算した。ここでは，同計算結果を基に，涵養が各生産井に与えた蒸気増産効

306

果について検討した。

ii) マルチトレーサ試験結果から推定される沸騰モデルと沸騰割合
第Ⅱ-3-2-3-2-7 表に平成 27 年度の PDMCH（気相トレーサ）TFEA（二相トレーサ）の坑井毎の回収率を示す。各トレーサの再湧出カーブから，沸騰モデルとしてはシングル沸騰モデルが適切であるとされる（第Ⅱ-3-2-3-2-15 図）。
第Ⅱ-3-2-3-2-15 図ではシングル沸騰モデルを仮定した場合の TFEA 回収率と涵
養水の沸騰割合（蒸気として生産井に戻ってきた割合）の関係を示している。今回の試験では，TFEA の回収率は観測対象井全体で 5.5%となっている。これに対し，
TFEA 回収率から計算される涵養水の沸騰割合は 3%となる。

第Ⅱ-3-2-3-2-7 表

H27 年度マルチトレーサ試験結果（各坑井のトレーサ回収率）

PDMCH
TFEA
坑井番号 再湧出ピーク 回収率 再湧出ピーク 回収率
Well（日）
（％）
（日）
（％）
1
13 0.1118%
61 0.0004%
2
13 0.0872%
0.0085%3
5 0.0528%
0.0071%
4
17 0.0307%
5
25 1.2835%
12 0.7774%
639 0.3159%
0.0826%8
17 5.0447%
12 4.5316%
90.0661%11
26 0.0056%
13
47 0.0034%
17
175 0.0764%
60 0.0577%
230.0004%合計（208日間）

7.10%

307

5.50%

第Ⅱ-3-2-3-2-15 図

シングル沸騰モデルのトレーサ濃度比

上図：再湧出カーブの TFEA と PDMCH の濃度比，
下図：各トレーサの蒸気割合とトレーサ溶解度の比較

iii) 各坑井の涵養水の寄与率
平成 27 年度の涵養試験では，14JN-R1 への注水量は積算で約 167,376 t となっている。トレーサ試験で推定された沸騰割合は 3%なので，5,021.3 t となる。
これを第Ⅱ-3-2-3-2-16 図で示した TFEA 回収率と蒸気化割合の関係から坑井毎に割り当てると，第Ⅱ-3-2-3-2-8 表の様になる。Well 8 は TFEA の回収率が最も多
く 4.5%となるので，沸騰割合も 2.49%となる。沸騰割合は涵養量に対する割合となるため，Well 8 では積算で 4,165 t の涵養水が蒸気となって生産されたと推定される。第Ⅱ-3-2-3-2-8 表では，同様に他の坑井についても沸騰割合を計算した。
第Ⅱ-3-2-3-2-8 表では涵養期間の各生産井の蒸気生産量も示した。ここで，各生産井で計算した沸騰割合から推定した蒸気量が，各生産井の増加分（ここでは涵養しなかった場合に対する蒸気の増加分）とであると仮定すると，最も涵養効果が高いと考えられる Well 8 で 7.6%程度の蒸気増産効果があると計算される。

308

第Ⅱ-3-2-3-2-16 図

TFEA のトレーサ回収率と涵養水の沸騰割合の比較

第Ⅱ-3-2-3-2-8 表

TFEA 回帰率から推定した涵養効果2015 6/3- 2015 12/27
Well-

積算生産蒸気量[t]積算注水量[t]

TFEA回帰率[%] 沸騰割合[%]

167,376

注水量中の沸騰分[t] 蒸気量に対する割合[%]

Well-1

63,1810.00040.00020.37

0.0006

Well-252,7870.00850.00477.81

0.0148Well-3

12,6260.00710.00396.53

0.0517

Well-5

53,1360.77740.4269714.541.3447

Well-6

46,4060.0826

0.045

75.92

0.1636

Well-854,7664.53162.48854165.197.6054Well-1754,4410.05770.031753.03

0.0974

断層H

166,934

5.4

3.0

4,962

3.0

309

３. 弾性波モニタリング(1) 震源位置の特定
震源位置・時刻の速報解（日報）を求めるために，S-P 時間を用いた震源決定が行われている（サンプリング周波数：1,000 Hz）。P 波初動を 4 観測点以上，S 波初動を 2
観測点以上で読み取れたイベントを震源決定対象としている。P 波，S 波の読み取りは目視での監視，および STA/LTA を用いた自動での監視を行っている。震源決定されたイベントのうち，位置決定時の評定残差が 100 ms 以下のものだけを速報結果として採用する。速報用の速度構造モデルは等方均質とし，Vp = 3,900 m/s，Vs= 2,250 m/s を仮定した。これは，奥会津地熱㈱が従来用いていた成層速度モデルの深度 0～2km までの値と同一であり，地熱貯留層付近に注目した速報解析では結果に大きな差異は生じないと考えられる。また，渡辺の式に基づくローカルマグニチュードを算出し，イベントのエネルギー規模の参考のために報告している。2017 年 4 月 1 日から 2018 年 1 月 22日を例にとると，7,946 イベントが観測された。このうち，地熱地域付近で発生したと考えられる AE／微小地震（S-P 時間が 3 秒以下のイベントと定義）は 2,428 イベントであった。第Ⅱ-3-2-3-3-1 図に 2017 年 4 月 1 日から同 4 月 30 日の間に発生したイベントの震源位置を表示する。
速報的に決定する日報の他に，3 次元速度構造モデルを用いた高精度震源決定，震源
クラスタ解析を用いた空間分解能の向上の試みも行っている。

310

第Ⅱ-3-2-3-3-1 図2017 年 4 月 1 日から 2017 年 4 月 30 日の間に観察されたイベント分
布（「地理院タイル」に加筆）(2) 3 次元速度構造の利用
既往の研究を参考に，地質構造モデルの基本的なコンセプトを定めた。本地域の貯留層付近の深部は，第Ⅱ-3-2-3-3-2 図の様に明確な傾斜構造を持っている。
特に，b 層と a 層に挟まれた領域が地熱貯留層の主要な部分に相当し，涵養注水ポイ
ントの計画深度は a 層上面よりやや下である。これら 2 層の傾きは，貯留層と AE/微小地震の位置関係をより厳密に評価するためには本質的に影響する要素であり，その地質学的見解の踏襲は必須とした。地熱貯留層の関係する深部の地層境界の様子は，断面地質図の描画と比較的調和的であり，完全に水平成層的に 1 次元速度モデル的に地下を扱うよりも，地熱貯留層との関係を考慮する AE/微小地震の解析に相応しいと考えられる。
簡易的な地質構造モデルから，震源位置決定で使う速度モデルに更新するために，文献情報と本プロジェクトで実施した検層データを参考に，速度の当てはめを行った。これらの 3 次元速度構造モデルを震源位置決定に効率的に用いるために，事前に各観測点からの走時表の算出を行った。各観測点からの波線追跡は，アイコナール方程式を差分解法する方法の一つであるファーストマーチング法（FMM；Sethian and Popovici

311

（1999））を用いて行った。FMM 法は，非常に複雑な構造に対してもロバストに走時計算が出来るのが特徴であり，速度コントラストの大きい速度逆転層などがある場合でも，屈折して最短時間で到来する微弱な振幅の初動時刻の方を正確に計算することが出来る。
3 次元速度構造モデルを用いた再解析結果は，平面位置が 100～200m 程度北方に，鉛直位置が 300m 程度浅く移動した。また，位置決定の誤差の指標である最小 2 乗解決
定時の RMS 残差の平均値は，速報結果：78.2 ms に対して 3 次元速度構造モデル使用
時：67.5 ms となり，より複雑な構造を用いた計算結果の方が改善されている。震源位
置は，平面上では涵養注水の主たるターゲットである断層 H 系・北部との位置関係がより近くになり，断面上では震源分布の密集域下部と地層境界の関係がより調和的になるなど，AE/微小地震の発生と貯留層への涵養注水影響の議論に有望な方向に変化が現れている。

第Ⅱ-3-2-3-3-2 図

柳津西山地熱地域の貯留層構造モデル（NEDO（1985）より）312

(3) 震源クラスタ解析の利用
震 源 ク ラ ス タ 解 析 の 一 つ で あ る Double-Difference (DD) 法 （ Waldhauser andEllsworth, 2000）を 2015 年度に行われた涵養注水の期間に適用し，その時に発生したAE／微小地震の震源位置を高分解能に再決定した。震源クラスタ解析期間として，(a)涵養注水開始前（1 ヶ月間，2015 年 5 月），(b) 涵養注水中（3 ヶ月間，2015 年 6 月～8月），(c) 涵養注水終了後（3 ヶ月間，2015 年 9 月～11 月）である。上記それぞれの期間において，前述の波形相互相関処理により微小地震クラスタを特定し，高分解能な震源分布を求めた (第Ⅱ-3-2-3-3-3 図～第Ⅱ-3-2-3-3-5 図)。
注水開始前に見られた微小地震群は，土地固有のサイスミシティだと考えられる。注水中は，主に二つの微小地震群（Mqs1, 2）が発生した。Mqs1 は注水点の近傍から浅部方向へ発達している。一方，Mqs2 は注水開始前から生じていた微小地震群位置に発生している。注水終了後，Mqs1, 2 ともに不活性となり，注水点から北西位置に新たな微小地震群 Meq3 が現れる。このように高分解能な震源位置を特定したことで，涵養注水のかかる AE／微小地震の分布状況および特徴を抽出することができた。

第Ⅱ-3-2-3-3-3 図

涵養注水開始前に見られた AE／微小地震の発生状況（「国土地理院 基盤地図情報」に加筆，地表観測点は赤色の三角，坑内観測点は白抜きの三313

角，涵養注水性は緑色の実線，
注水点は青丸で示されている）

第Ⅱ-3-2-3-3-4 図

涵養注水中に見られた AE／微小地震の発生状況（「国土地理院 基盤地図情報」に加筆，地表観測点は赤色の三角，坑内観測点は白抜きの三角，涵養注水性は緑色の実線，
注水点は青丸で示されている）

第Ⅱ-3-2-3-3-5 図

涵養注水終了後に見られた AE／微小地震の発生状況

314

（「国土地理院 基盤地図情報」に加筆，地表観測点は赤色の三角，坑内観測点は白抜きの三角，涵養注水性は緑色の実線，
注水点は青丸で示されている）(4) 統計的な微小地震集団評価（b 値解析，ETAS モデル）
本地域で観測された AE/微小地震イベントについて，短時間移動窓を用いる b 値推定によって，b 値の時系列モデル化を行った。第Ⅱ-3-2-3-3-6 図に，b 値の時間変化と貯留層へのオペレーション記録の時系列データを示す。b 値は，前述のように時間窓内のイベントが 150 個の場合の結果であるので，最初に表示される 8 月初頭の b 値は，涵養注
水初期から 8 月初頭までのイベント情報を反映したものである。以降，イベントレートに応じて，b 値推定の短時間移動窓は 1 週間から 1 ヶ月半程度の幅を持っており，時間分解能は高くはない。涵養注水停止後 2 ヶ月程度は b 値が低下傾向にあり，その後 1 ヶ月程度安定した後，12 月以降に b 値が再び上昇する傾向が見られる。小さい b 値は，大きなマグニチュードのイベント数が多いと一般的には解釈されることから，涵養注水時には注意が必要である。
本地域の AE/微小地震の速報解析データを用いて，ETAS モデルを用いて，本地域の微小地震活動をモデル化した結果を第Ⅱ-3-2-3-3-7 図に示す。短時間移動窓を用いて最尤推定した ETAS モデルの各パラメータのうち，注水等の外部要因によって誘発された地震と仮定される Primary Fluid Signal の発生率を意味するμと，貯留層へのオペレー
ションの時系列的な関係を示している。7 月末に 1 時間当たりの涵養量が 50t/h から70t/h に増加し 1 日あたりのイベント発生数が増加した期間に，μも増加し高い値を示
す日が現れている。その後は，μは 8 月末の涵養停止の数日後までは安定的に比較的高い値を示すが，その後は涵養量増加以前と近い値に収束した。その他のデータ（還元量や地熱流体生産量）とμの間には明確な相関は見られなかった。

315

第Ⅱ-3-2-3-3-6 図

貯留層に対するオペレーション（涵養注水，還元，生産）とb 値の時間変化の比較（上から，涵養注水レート，還元レート，熱水生産レート，蒸気生産レート，
日毎のイベント発生頻度，b 値）

316

第Ⅱ-3-2-3-3-7 図

貯留層に対するオペレーション（涵養注水，還元，生産）とETAS モデル μ の時間変化の比較（上から，涵養注水レート，還元レート，熱水生産レート，蒸気生産レート，
日毎のイベント発生頻度，μ，μ 推定誤差）317

４. 浅部比抵抗モニタリング(1) 概要本研究では，地熱貯留層と周辺の温泉帯水層との関係を把握し，涵養に対するモニタ
リングの一項目として比抵抗変化を利用することを考え，繰り返し AMT 法電磁探査による精密な比抵抗構造の解明を試みた。2015 年 6 月には涵養注水が開始され，涵養に伴う地下構造の変化が検出される可能性が生じた。そこで，2013 年度に AMT 法測定を行った涵養ゾーンを横切る Line300 と 2014 年度に測定を行った西山温泉付近を横切る
Line500 および生産ゾーン付近の 2 点において，2015 年 8 月下旬および 2016 年 10 月
下旬に繰り返し測定を行い，過去データとの比較を行った。本報告では，その概要と結果について述べる。

(2) 測線および測点位置
AMT 法繰り返し調査の測線および測点位置を第Ⅱ-3-2-3-4-1 図に示す。測点は全部で20 点であり，2013 年度に実施した涵養井坑底付近を横切る Line300 の 10 点と 2014年度に実施した西山温泉付近を横切る Line500 の 7 点および 250, 620, 630 の 3 点である。測定場所は，以前に実施した測点位置とし，位置の決定にはハンディタイプの GPSを用いた。

(3) 現地測定およびデータ処理
2013 年に初回の測定をした Line300 と測点 630 では，2015 年 8 月に 2 回目，2016
年 10 月に 3 回目の繰り返し測定を行なった。2014 年に初回の測定をした Line500 と測点 250,

620 では，2016 年 10 月に 2 回目の測定を行なった。測定装置および測定方法

等は 2013 年，2014 年の調査と同様とし，測定レイアウトも過去の測定をできるだけ再現するよう努めた。
一連のデータ処理は，2013 年，2014 年の調査と同様に行った。リモート点は，調査場所の北東側約 9 km に位置する柳津町大野地内の山林および水田に設置した。ここは，2013 年，2014 年に実施した AMT 法調査において使用したリモート点と同地点である。
テスト測定で以前と同様な品質のデータが取得出来る事を確認し，このリモート点を用
いて各測点にリモートリファレンス処理をすることにより，ノイズの影響が除去・軽減
された。

318

第Ⅱ-3-2-3-4-1 図

AMT 法の繰り返し測点および測線位置図(4) 測定結果の比較
第Ⅱ-3-2-3-4-2 図に 2014,2015,

2016 年に取得したデータを比較した図を示す。図中の A〜D は測点 630 の A：2016 年取得データ，B：2015 年取得データ，C：2014 年
取得データ，D：3 年分の結果を重ね表示である。D の 3 年分の結果を重ねた見掛比抵抗の曲線を見ると，概ね同傾向であることが判るが，値が完全に一致していない。これ
は，電極の位置が必ずしも以前に設置した箇所と一致していないことが原因だと考えられる。曲線の連続性に着目すると，2014 年が最も良好に見えるが，5 Hz より低周波数
側 YX モードの見掛比抵抗の変化が低から高と急激に変化している。しかし，位相値は319

年度間の違いが小さく，見掛比抵抗と位相の関係から，2014 年のデータはノイズの影響を受けている可能性が考えられ，2016 年のデータが相対的に確からしい結果であると考えられる。
Line300 については，2013 年，2015 年，2016 年と同じ測線で 3 回のデータが得られているため，見掛比抵抗擬似断面図および位相断面図（第Ⅱ-3-2-3-4-3 図および￥第Ⅱ-3-2-3-4-4 図）により比較した。
第Ⅱ-3-2-3-4-3 図の見掛比抵抗値については 2015 年度÷2013 年度により，位相差については 2015 年度－2013 年度により，それぞれ求めた。XY モードでは測点 370～390
で，YX モードでは測点 320 で，見掛比抵抗は高周波数側から低周波数側にかけて概ね一様に変化している。これは，地表付近の微小な構造の違いが低周波数のデータにまで影響を及ぼすというスタティック効果（Jones, 1983 等）が現れていると判断できる。
原因としては，電極位置や周辺地形の微小な変化，地表面近くの地下水流の量や方向の変化などが考えられる。周辺状況の記録および観測データからは特定が困難であるが，テンソルの回転をしているにもかかわらず，いずれの観測点でも一方のモードの変化が顕著であることを考慮すれば，測線と平行あるいは直交方向の斜面に沿う表層地下水流の変化を反映している可能性がある。したがって，見掛比抵抗値の違いだけで地下構造の変化を検討することは難しい。
一方，位相についてはスタティック効果を受けにくいため，ここでは主に位相の違い
から，2013 年と 2015 年の違いについて検討する。位相の時間変化は，高周波数側よりも低周波数側で顕著である。
数 Hz 以下の低周波数では 2013 年のデータのエラーが 50 %を超えるものも多く，2015 年と比較して品質が劣ることは明らかなので，それが低周波側の違いの大きな原因と考えられる。測点 320 では高周波数側にも違いが見られるが，これは測定器のローパスフィルター設定の違いによるものと考えられる。これらの周波数のデータを除くと，位相が 5 度程度の違いがある箇所は，XY モードの測点 330 の 10
Hz 周辺および YX モードの測点 340-360 の数〜10 Hz 周辺である。
第Ⅱ-3-2-3-4-4 図は同様に，見掛比抵抗値については 2016 年度÷2015 年度により，位相差については 2016 年度－2015 年度により，それぞれ求めた。位相差では，高周波数側よりも低周波数側で違いが見られるが，位相差 5 度程度の違いがある箇所は，コイルの感度が鈍る 1 Hz 以降の低周波数のほぼ全測点である。第Ⅱ-3-2-3-4-3 図と比較する

320

と，見掛比抵抗，位相とも 2013→2015 年の変化が相対的に大きく，2015→2016 年の変化が小さくなっている。
Line500 については，2014 年と同じ測線であるため見掛比抵抗擬似断面図および位相
断面図（第Ⅱ-3-2-3-4-5 図）により比較した。第Ⅱ-3-2-3-4-5 図の見掛比抵抗値は 2016年度÷2014 年度により，位相差については 2016 年度－2014 年度により，それぞれ求めた。位相差の結果から，Line300 と同様に高周波数側よりも低周波数側で違いが見られる。この様な中で，測点 510 は同じ場所ではないこと，測点 520 の高周波数側の違いについては，測定器のローパスフィルター設定の違いによるものと考えられる。以上の結果を踏まえて，位相差 5 度程度の違いがある箇所は，コイルの感度が鈍る 1 Hz 以降の低周波数のほぼ全測点であり，この 2 年間に顕著な比抵抗変化はないと考えられる。

321

第Ⅱ-3-2-3-4-2 図

測点 630 における 3 回の測定結果を比較した例（A〜D の図はいずれも上段が見掛比抵抗で，下段が位相である。横軸はいずれも周波数 Hz（対数表示）で，縦軸は見掛比抵抗 Ωm（対数表示），位相は degree である。）

322

第Ⅱ-3-2-3-4-3 図

Line300 の見掛比抵抗および位相擬似断面図（比較）（見掛比抵抗は， 2015 年値を 2013 年値で除した。
位相は，2015 年値と 2013 年値の差である。）

323

第Ⅱ-3-2-3-4-4 図

Line300 の見掛比抵抗および位相擬似断面図（比較）（見掛比抵抗は， 2016 年値を 2015 年値で除した。
位相は，2016 年値と 2015 年値の差である。）

324

第Ⅱ-3-2-3-4-5 図

Line500 の見掛比抵抗および位相擬似断面図（比較）（見掛比抵抗は， 2016 年値を 2014 年値で除した。
位相は，2016 年値と 2014 年値の差である。）

325

(5) 2 次元解析による比抵抗構造変化の検討
位相差の変化の検討から，2013 年〜2015 年の比抵抗構造の変化が示唆された
Line300 について，2015 年および 2016 年に得られたデータを使用して， 2 次元解析を実施した。なお，仮定する 2 次元走向，入力パラメータ，およびインバージョンの際の計算条件は 2013 年度調査で行った Line300 の解析と同様である。
Line300 の 2013,2015,

2016 年度測定データの 2 次元解析結果および比抵抗の差分を比較した。各年度の比抵抗構造は特徴が共通しており，地上から地下に向かって比抵抗が高－低－高となる 3 層構造である。2015 および 2016 年度の断面は，2013 年度と比較して，低比抵抗層が薄くなるとともに，深部高比抵抗層の比抵抗値が全体的に増加しているように推定された。比抵抗構造の変化は，2013 年から 2015 年の間に大きく，
その後はほとんど変化していないか，わずかに逆の傾向を示している。
最も顕著な変化は，測線中央部（測点 330〜360）の標高-0.1〜-0.8 km で高比抵抗化
しているものである。この部分は，キャップロック層および貯留層上部境界部に相当すると考えられる。キャップロック層を形成する主要な粘土鉱物であるスメクタイトは非常に低い比抵抗を示すが，約 200 °C 以上の高温下になると消失し，クロライトやイライト等が出現する。それらは，スメクタイトほど比抵抗を低下させない性質があり，結果として比抵抗構造は高比抵抗化する。したがって，高比抵抗化した部分は，200 °C 以
上に高温化した可能性がある。一方，貯留層上部が高比抵抗化する原因としては，熱水の蒸気化などによる亀裂内の液相流体の減少が考えられる。2013 年 11 月の測定から2015 年 6 月の涵養開始まで約 1 年半の期間があり，注水開始から 2015 年 8 月の AMT
法測定を行った期間および注水量では，涵養の効果を期待することは難しい。したがって，2013〜2015 年の間の変化は，この間の地熱発電に伴う熱水や蒸気の生産による変化が卓越していると考える方が妥当である。すなわち，標高 -0.1〜-0.8 km での高比抵抗化は，地熱貯留層内における高温化や蒸気化の進行を反映していると考えられる。

326

５. 生産井変動調査
涵養井 14JN-R1 での涵養試験および各種工事に伴う注水が，周辺の生産井に与える影響を評価するために，2015 年度から 2017 年度まで第Ⅱ-3-2-3-5-1 表の通り各種モニタリングを実施した。

第Ⅱ-3-2-3-5-1 表

モニタリング項目

モニタリング項目

モニタリング内容
・坑口圧力

坑口モニタリング・オリフィス流量計の差圧
・坑口での蒸気温度（過熱度）

流体化学性状モニタリング

・蒸気，蒸気凝縮水及び熱水の化学成分及び酸素水素
同位体

蒸気・熱水流量モニタリング

・オリフィス流量計の二相流の流量・トレーサ希釈法による流量測定

５.１ 坑口モニタリング
涵養井 14JN-R1 での涵養試験および各種工事に伴う注水が奥会津地域の生産井に与える影響の評価として，2015 年度から稼働中の全生産井の坑口圧力，オリフィス流量計の差圧の変動データや坑井操作の記録についての取り纏めを実施した。また，過熱状態の蒸気を生産する生産井のみ，坑口および二相流配管での蒸気温度（過熱度）測定を実施することとした。

(1) 調査対象
柳津西山地熱地域における稼働中の全生産井を調査対象とした（第Ⅱ-3-2-3-5-2 表）。

327

第Ⅱ-3-2-3-5-2 表

調査対象の生産井

Well 1

Well 2

Well 3

Well4

Well 5Well 6

Well 7

Well 8Well 9Well 10Well 11

Well 13

Well 17

Well 18

Well 20

Well 21

Well 22

Well 23

Well 28※赤字の生産井は過熱状態の蒸気を生産するため，坑口での蒸気温度（過熱度）測定を実施。

328

(2) 調査項目① 稼働中の全生産井：坑口圧力，オリフィス流量計の差圧② 過熱状態の蒸気を生産する生産井：二相流配管での蒸気温度（過熱度）(3) 調査時期
調査時期は，全生産井の坑口圧力，オリフィス流量計の差圧データは，全年を通して実施した。また，過熱状態の蒸気を生産する生産井の坑口での蒸気温度（過熱度）測定
は，操業日平日に毎日 1 回測定，または二相流配管での連続測定を実施した。

(4) 調査方法
稼働中の全生産井の坑口圧力，オリフィス流量計の差圧の変動データについては，既存の奥会津地熱㈱西山事業所管理センター内に設置されている遠隔監視システム（Distributed Control System：以下，DCS という）で常時観測した（第Ⅱ-3-2-3-5-6 図）。
過熱状態の蒸気を生産する生産井の坑口のうち Well 8 における蒸気温度（過熱度）は，二相流配管内の蒸気温度を常時観測できる装置を設置し，連続的にモニタリングを実施している。第Ⅱ-3-2-3-5-7 図に二相流配管内温度測定装置概要，第Ⅱ-3-2-3-5-8 図に温度計（保護管式 K 熱電対）外観をそれぞれ示す。温度データについても，DCS で常時観測している。
Well 5 については，操業日（平日）に毎日 1 回，坑口装置のブリード弁にて，温度計
プローブを差し込み，蒸気温度（過熱度）測定を実施している。第Ⅱ-3-2-3-5-9 図に測定に使用する温度計プローブを，第Ⅱ-3-2-3-5-10 図に測定状況をそれぞれ示す。

329

第Ⅱ-3-2-3-5-6 図 遠隔監視システム（DCS：Distributed Control System）

第Ⅱ-3-2-3-5-7 図

二相流配管内温度測定装置概要

330第Ⅱ-3-2-3-5-8 図

温度計（保護管式 K 熱電対）外観

第Ⅱ-3-2-3-5-9 図 温度計プローブ外観図

第Ⅱ-3-2-3-5-10 図

坑口での蒸気温度（過熱度）測定状況

331

(5) 結果
a. 全生産井の坑口圧力，オリフィス流量計の差圧
柳津西山地熱地域で稼働中であった全生産井の坑口圧力，オリフィス流量計の二相流差圧の変動データについて，第Ⅱ-3-2-3-5-11a 図～第Ⅱ-3-2-3-5-9c 図に示す。涵養井
14JN-R1 での涵養試験および各種工事に伴う注水の影響とみられる事項について以下記載する。

① Well 52017 年 9 月 24 日の 14JN-R1 改修工事の坑内作業開始後の 10 月 7 日～10 月 23 日
にかけて，二相流差圧が 2～3 日周期で，4.54~6.63 kPa の範囲で脈動した。これは14JN-R1 改修工事に伴う注水(累計 48,467ton)による干渉と考えられる。Well 5 への干渉はこの時初めて観測された。

②Well 82015 年の発電所の予防保全点検期間前である 6～8 月の約 3 ヶ月間，涵養井への注水を実施していたが，その間に人為的な坑井操作（坑内洗浄目的の生産停止等）を除いて，涵養影響の可能性が考えられる有意な二相流差圧の変動等はみられなかった。
予防保全点検後の生産再開以降，平成 27 年 11 月 27 日に涵養井への注水を再開したが，2015 年 12 月 24～25 日頃に，二相流差圧の低下がみられ，その後，周期変動がみられるようになった。2015 年 12 月 28 日に一旦，初期噴気に切り替え，周期変動が収まった後，2016 年 1 月 14 日に本設ラインに再併入している。
2016 年 2 月 15 日に二相流差圧が急低下し，噴気停止となったため，初期ラインに切り替えている。初期ライン切替後に噴気再開し，周期変動はみられず，坑口圧力の推移も安定していたため，2016 年 2 月 22 日に本設ラインに併入した。
2016 年 2 月 23 日に二相流差圧の低下が再度みられ，噴気停止となったため，再度初期ラインに切り替えている。初期ライン切替後に噴気再開し，周期変動もみられず
坑口圧力の推移も安定していたが，念のため，一旦停止後，再噴気を待った後，本設ラインに再併入している。
2016 年 4 月 4 日 2:00 頃，蒸気流量 18t/h から突然停止したが，同日 3:00 頃に自力回復し，その後の蒸気流量は 20~21t/h 程度で推移した。2016 年 5 月 4 日 5:00 頃，

332

蒸気流量 18t/h から突然停止したため，初期噴気に切り替えた。その際に黒色で粘性の高い熱水が一時的に 20t/h 程度確認された。熱水は pH=6.7 程度で，懸濁物を X 線回折で分析したところ，大部分は岩塩であった。5/6 10:30 に本設へ再併入した(蒸気流量20t/h)。
2016 年 5 月 15 日 19:00 頃に，再度突然停止が発生したが，自力で反発した。その後は蒸気流量 21t/h 程度で安定して生産を継続。
2016 年 6 月 21 日 15:30 頃より蒸気流量の急減衰が始まり，5t/h を切った後に自力回復(→29.8t/h)した。その後再度反発した後は，21t/h で安定して推移。
2016 年 7 月 1 日 蒸気流量 20.1t/h から急減衰し，停止。7 月 2 日~4 日に「ゆさぶり」を実施して坑内の固形物や熱水を排出させた後，7 月 5 日本設併入。しかし 7 月 6日~8 日の間に蒸気流量の急減衰・自力回復を繰り返し，7 月 8 日に再度停止。その後
7 月 19 日の初期噴気時まで停止し，7 月 19 日~21 日に「ゆさぶり」を実施した後に 7
月 22 日本設併入(蒸気流量 30.8t/h)。以降は大きな変動もなく概ね安定して生産した。
2016 年 11 月 21 日 約 4 ヶ月ぶりの突然停止が発生した。初期切替時に黒灰色の熱水 20t/h(目視)が噴出し，大量の固形物も吐出した。固形物は鉄片，緑色凝灰岩の岩片，
緑白色のスケール，黒色の細砂(大部分は岩塩であると簡易分析から推定)であった。
「ゆさぶり」を実施した後，翌日 11 月 22 日に本設へ再併入した。併入時の蒸気流量は21.1t/h で，停止前の 17t/h 台から増量していた。
2016 年 12 月 16 日~28 日にかけて蒸気流量が一時的に 16t/h 程度まで減衰したが，12 月 28 日に再び 12 月 16 日の水準(18～19t/h)まで回復した。
2017 年 8 月 28 日の柳津西山地熱発電所の定期点検終了以降，停止状態であったが，
9 月 24 日の 14JN-R1 改修工事の坑内作業開始後の 10 月 19 日～10 月 31 日にかけて，
10 月 27 日の 2.755 MPaG を最低点として坑口圧力が低下している。これは 14JN-R1
改修工事に伴う注水(累計 48,467ton)による干渉と考えられる。

Well 5 および Well 8 以外の生産井③

人為的な坑井操作（坑内洗浄目的の生産停止等）を除いて，注水の影響の可能性が考えられる有意な坑口圧力や二相流差圧の変動はみられていない状況である。

333

第Ⅱ-3-2-3-5-11a 図

2015 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド334

第Ⅱ-3-2-3-5-7b 図 2015 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド335

第Ⅱ-3-2-3-5-7c 図 2015 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド336

第Ⅱ-3-2-3-5-8a 図 2016 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド337

第Ⅱ-3-2-3-5-8b 図 2016 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド338

第Ⅱ-3-2-3-5-8c 図 2016 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド339

第Ⅱ-3-2-3-5-9a 図 2017 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド

340

第Ⅱ-3-2-3-5-9b 図 2017 年度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド341

第Ⅱ-3-2-3-5-9c 図2017 度稼働中の生産井の坑口圧力・二相流差圧トレンド

342

b. 坑口および二相流配管の蒸気温度（過熱度）① Well 5
過熱状態の蒸気を生産する Well 5 で実施した，坑口および二相流配管の蒸気温度測定 Well 5 の坑口および二相流配管の蒸気温度測定結果を第Ⅱ-3-2-3-5-10 図に示す。

＜2015 年度＞
涵養試験開始以降，6 月 1 日～7 月 27 日までは，蒸気温度 192～203℃の間，過熱度は 27~38℃の間で推移した。8 月 4 日以降は，過熱度が約 13℃と大きく低下しているが，生産停止期間中に坑内洗浄目的の自己注水を実施した影響が考えられる。
その後，過熱度は生産継続とともに徐々に上昇し，予防保全点検に伴う生産停止直前では，過熱度 28℃程度まで上昇した。予防保全点検終了後の生産再開時には，過熱度は 12℃程度まで低下しており，長期生産停止していた影響である可能性が考えられる。その後，生産継続とともに，過熱度も徐々に上昇し，2016 年 3 月上旬には 30℃程度まで上昇している。
その間の涵養注水の有無に連動した過熱度の変動は認められていないことから，
涵養井への注水応答は検知できていないと考えられる。

＜2016 年度＞
2016 年 4 月以降，蒸気温度は 179.9～202℃の間，過熱度は 12.7~35.3℃の間で推移した。5 月 23 日～5 月 26 日までは，夏場前点検に伴う発電所停止により蒸気を大気放散していたが，その際 Well 5 は二次弁開度を絞って減量していたため，蒸気温度・過熱度ともに低下している。また，2 月 14 日に蒸気温度 179.9℃，過熱度 12.7℃と共に今年度の最低値となっている。これは，2 月 9 日～2 月 10 日に坑内洗浄で注水(累計 1,417ton)を実施したためであると考えられる。これら人為的な坑井操作の影
響を除けば，蒸気温度・過熱度とも経時的に緩やかな上昇傾向にある。涵養試験開始直前の 2015 年 6 月 1 日は蒸気温度 202℃，過熱度 37.0℃であったため，現在はこの時の水準に近い状態となっている。

343

＜2017 年度＞
2017 年 10 月 27 日までは，
蒸気温度は 191.3～193.7℃の間，
過熱度は 25.1~27.8℃の間で推移した。しかしながら，14JN-R1 改修工事の坑内作業終了後の 10 月 30 日
以降から蒸気温度，過熱度共に顕著な低下が始まり，11 月 7 日に蒸気温度 165.5℃，
過熱度 0.0℃と共に 2017 年度の最低値となった。また，11 月 4 日より 11 月 8 日にかけて蒸気流量の脈動（15 分周期で 20 t/h→15 t/h→20 t/h を繰り返す）が見られた。
これは 14JN-R1 改修工事に伴う注水(累計 48,437 ton)による干渉と考えられる。従来，14JN-R1 での注水による Well 5 での干渉は確認されていなかったが，今回はWell 8 を停止していたため，より遠方の Well 5 まで注水した水が到達したものと考えられる。12 月 4 日以降から顕著な回復傾向が始まり，1 月 17 日現在で蒸気温度187.0℃，過熱度 22.0℃と 10 月 27 日以前には及ばないまでも以前の状態まで回復しつつある。

② Well 8
過熱状態の蒸気を生産する Well 8 で実施した，坑口および二相流配管の蒸気温度測定 Well 8 の坑口および二相流配管の蒸気温度測定の結果を第Ⅱ-3-2-3-5-11 図に示す。

＜2015 年度＞
涵養試験開始以降，坑口でのスポット測定結果は 6 月 1 日～8 月 24 日の期間で，蒸気温度 193～204℃の間，過熱度は 27~39℃の間で推移した。二相流配管での連続測定結果は，8 月 6 日～9 月 3 日の期間で概ね過熱度 32～37℃の間で推移した。
予防保全点検終了後の生産再開時には，過熱度は 15℃程度まで低下しており，長期生産停止していた影響である可能性が考えられる。その後，生産継続とともに，過熱度も徐々に上昇したが，12 月上旬には 22℃程度で横ばいに推移するようになった。
12 月 23 日～24 日にかけて過熱度が 22 から 18℃程度に低下し，更に 12 月 26 日には過熱度が 0℃まで低下して熱水噴出および周期変動が発生するようになった。周期変動が収まらなかったため 12 月 28 日に一旦，初期噴気に切り替えたが，1 月
14 日にはほぼ周期変動がみられなくなったため，再度本設ラインに併入し，その時点の過熱度は 5℃程度であった。その後，生産継続に伴い，過熱度も上昇していたが，344

2 月 15 日，23 日の 2 回 Well 8 が突然噴気停止し，初期ラインに切り替えると，噴気が再開する現象が発生している。初期噴気中に蒸気温度（過熱度）のスポット測定を実施すると，初期ライン切り替え直後は過熱度 0℃（飽和蒸気）であるが 6～
8 日後には，過熱蒸気単相状態に戻っている。3 月 2 日の本設ライン併入後は，過熱度 18℃程度で推移している。以上のことから，12 月 23 日以降の過熱度低下は，
熱水噴出および周期変動についても認められることから，涵養井への注入流体の影
響がみられた可能性が挙げられる。また，2 月 15 日，23 日の噴気停止については，
周期変動は伴わず熱水噴出も一時的で，過熱度も数日で回復しており，12 月 23 日
以降みられた現象と異なることから，涵養井への注入流体の影響であるかは不明である。

＜2016 年度＞
2016 年 4 月以降，蒸気温度は 166.9～192.2℃の間，過熱度は 1.4~26.7℃の間で推移した。蒸気温度および過熱度は，突然停止が発生する数日前に 2～3℃上昇（過熱度 22～24℃程度）する特徴があり，生産停止時に蒸気流量の急減衰とともに急低下する。そして，自然回復または本設ラインへの再併入後は，安定時の過熱度(18～20℃程度)に戻った状態となる。突然停止前，過熱度が上昇するのに呼応して蒸気流量も2～3t/h 減少するので，浅部の低エンタルピー流体の流入点(5/18 の PTS 検層結果より 1,025m が示唆されている)が閉塞することに因って生じるものと推測されている。
涵養試験開始直前の 2015 年 6 月 1 日は蒸気温度 193.8℃，過熱度 28.3℃で，また2015 年 9 月からの予防保全点検前までの期間での最高値は，蒸気温度 204℃，過熱
度 39℃に達することもあった。当時と比較すると現状の蒸気温度および過熱度は10℃以上低い状態となっている。Well 8 の蒸気流量は当時と比較して増加しているので，蒸気を過熱するために使われていた熱量で水を沸騰させていることを示唆している。これは，坑井内への水の供給が増えたためと推測されるが，増加分が涵養
水起源かどうかは，蒸気温度の情報のみでの判別は難しい。流体化学性状調査の項で詳細を検討する。

345

＜2017 年度＞
2017 年 4 月 1 日～4 月 10 日までのデータしか存在しないが，当期間では蒸気温
度は 191.3～193.1℃の間，過熱度は 25.2~27.0℃の間で推移した。

第Ⅱ-3-2-3-5-10 図

Well 5 蒸気温度（過熱度）測定結果

346

第Ⅱ-3-2-3-5-11 図

Well 8 蒸気温度（過熱度）測定結果

347

５.２ 流体化学性状調査
涵養井周辺の生産井を対象に化学性状の変化から涵養試験および各種工事に伴う注水の影響について評価するために，噴出する蒸気，蒸気凝縮水および熱水の化学性状を調査した。

(1) 調査対象
涵養井周辺の生産井（Well 3，Well 5，Well 6，Well 8，Well 11）
なお，調査当時に生産停止中のものは調査対象から除外した。

(2) 調査項目
本調査による分析項目を第Ⅱ-3-2-3-5-3 表に示す。

第Ⅱ-3-2-3-5-3 表

分析項目一覧

蒸気

H2O/NCG 比，H2S，CO2， H2，N2，CH4，He，Ar

蒸気凝縮水

pH，EC（電気伝導度），δD，δ18O

熱水，涵養水pH，EC，SiO2，Cl，SO4，Na，K，Ca，Mg，B，Fe，Al，δD，δ18O(3) 調査時期・方法
化学成分分析については，4 月，9 月，11 月の年 3 回で実施することとした。同位体比
分析（δD，δ18O）については，4 月および 11 月の年 2 回の実施とした。
本調査は，現地調査および室内分析作業について，専門の調査会社に依頼して実施した。

(4) 調査実績
涵養井周辺の生産井で調査時に稼働中の坑井及び涵養水を対象とする地化学調査の実績を，第Ⅱ-3-2-3-5-4 表に示す。

348

第Ⅱ-3-2-3-5-4 表 流体化学性状調査実績
調査回数

調査年月日

調査対象

涵養井の状況

2015 年度
1

2015/4/22-23

Well 5,6,8,11,涵養水

注水開始前

2

2015/6/29-30

Well 3,5,6,8,涵養水

注水量約 50t/h

3

2015/8/5-7

Well 3,5,6,8,涵養水

注水量約 70t/h

4

2015/8/27-28

Well 3,5,6,8,涵養水

注水量約 70t/h

5

2015/11/25-26

Well 3,5,6,8

注水停止中

6

2015/12/15

Well 3,5,6,8

注水量約 70t/h

7

2016/1/25-27

Well 5,6,8

注水停止中

臨時

2016/1/13

Well 8注水停止中

8

2016/2/19

Well 5,6,8,11

注水停止中2016 年度
1

2016/4/12-13

Well 3,5,6,8

注水停止中

2

2016/5/9-10

Well 3,5,6,8

注水停止中

3

2016/7/13-14

Well 5,6

注水停止中

4

2016/8/4

Well 5,8

注水停止中

52016/10/5-6

Well 5,6,8

注水停止中

臨時

2016/11/21

Well 8

注水停止中

6

2017/1/11-12

Well 3,5,6,8

注水停止中2017 年度
1

2017/4/4－5

Well 3,5,6,8

注水停止中

2

2017/9/12

Well 5,6,8

注水停止中

3

2017/11/29－30

Well 3,5,6,8

注水停止中

349

(5) 結果①Well 3第Ⅱ-3-2-3-5-5 表に蒸気分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-10 表に蒸気凝縮水分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-16 表に熱水分析結果をそれぞれ示す。また，第Ⅱ-3-2-3-5-12 図に蒸気性状経
時変化図，
第Ⅱ-3-2-3-5-17 図に熱水性状経時変化図，
第 21 図に同位体比の経時変化図，
第Ⅱ-3-2-3-5-26 図に流体化学性状総合解析図をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
第 2 回（6/29）調査時に高塩濃度の熱水を噴出したが，第 3 回（8/7）調査時以降は
低塩濃度の熱水を噴出している。これは，第 2 回調査時が Well 3 が 6 月 22 日に噴気した直後である影響が考えられる。また，第 5 回（11/27）調査時の蒸気性状では，
He-Ar-N2 三成分系図のプロット位置が火山ガス方向にシフトしたが，第 6 回（12/15）
調査時には天水方向へ移動し，以前のプロット範囲に近づく変化を示した。これは第 5回調査が，予防保全点検後の再噴気（11/25）直後に調査実施したため，一時的な変化がみられたと考えられる。

＜2016 年度＞
涵養注水停止後も蒸気化学組成は涵養注水前の定常的な組成範囲内であったが，第 6
回（1/12）
調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロット位置が大気方向へ大きくシフトし，大気の値と同等の値となっている。これは，第 6 回調査時が Well 12 改修工事中であったため，改修に伴う注水による強い干渉があったことが要因として考えられる。Well
3 は，2013 年度に実施した Well 12 から薬液を注入したトレーサ試験において，調査対象坑井中で最も明瞭なトレーサの回帰が確認されており，調和的な結果となっている。しかし，水素・酸素同位体比については第 2 回（5/10）調査時から大きな変化は無く，Well 12 注水の影響は水素・酸素同位体比には現れていない。Well 3 のヘリウム同位体比については第 1 回調査時（4/13）のみの測定であったため，経時変化は観察
できていない。
熱水化学組成については，第 1 回調査時（4/13）には高塩濃度の熱水が観察されたが，第 6 回調査時（1/12）は低塩濃度であった。これは，後述（生産井の蒸気・熱水
流量モニタリングの章）のクオリティが変化したことによる影響が考えられる。また，350

第 6 回調査時（1/12）のクオリティは実質 1.00 であったため，大部分は蒸気凝縮水であったと推察される。熱水の EC が蒸気凝縮水と同オーダーであったことも，第 6 回
調査時の熱水の大部分が蒸気凝縮水であったことを裏付けている。

＜2017 年度＞
蒸気化学組成については，2017 年 1 月 12 日調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロッ
ト位置が大気の値と同等の値となっており，2017 年 1 月頃の Well 12 改修工事に伴う注水による強い干渉があったことが要因として考えられていた。2017 年 4 月 4 日および 2017 年 11 月 29 日の調査時には，火山ガスの値に近づいており，Well 12 改修工事に伴う注水の影響が減少していることが示唆される。
熱水化学組成については，2016 年 4 月 13 日の調査時には高塩濃度の熱水が観察されたが，2017 年 1 月 12 日，2017 年 4 月 4 日，2017 年 11 月 29 日の調査時には低塩濃度であった。熱水の噴出は極微量であることから，クオリティは 1.00 に近く，蒸気
凝縮水の割合が高いものと推察される。pH は，2017 年 4 月 4 日調査時に 8.5 であったが，2017 年 11 月 29 日の調査時に 5.6 となっており，酸性化している傾向が認められる。これは，2017 年 11 月 29 日の調査時の蒸気凝縮水の pH が 4.2 であり，蒸気凝縮水が多く混入したことによる可能性がある。
熱水の水素・酸素同位体比については，2016 年度と比較して水素同位体比が 1～2‰
重くなり，酸素同位体比は，2017 年 1 月 12 日調査時に 2.7‰，2017 年 4 月 4 日調査時に 2.2‰と軽くなった後，14JN-R1 改修工事後の 2017 年 11 月 29 日の調査時に 3.8‰とやや重くなっており，火山ガスの領域に微弱ながら近づいている傾向が認められる。
蒸気凝縮水の水素・酸素同位体比についても同様の傾向が認められる。これらのことから，14JN-R1 改修工事の注水の影響は認められず，むしろ火山ガス成分の寄与が多くなっていることが示唆される。

②Well 5
第Ⅱ-3-2-3-5-6 表に蒸気分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-11 表に蒸気凝縮水分析結果をそれぞれ示す。また，第Ⅱ-3-2-3-5-13 図に蒸気性状経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-22 図に同位体比の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-22 図に流体化学性状総合解析図をそれぞれ示す。

351

＜2015 年度＞
坑内洗浄目的の自己注水を 7 月 28 日～31 日に実施していたが，第 3 回（8/5），第 4回（8/27）調査時には，蒸気性状に有意な変化はみられなかった。一方，同位体については，第 3 回調査時に河川水方向にシフトしたが，第 4 回調査には元の（第 1,2 回調査）位置に戻りつつあることから，一時的に自己注水の影響がみられたと考えられる。
また，予防保全点検終了後の第 5 回以降については，Well 5 の流体化学性状に有意な変化は認められなかった。

＜2016 年度＞
涵養注水停止後も蒸気化学組成は涵養注水前の定常的な組成範囲内であったが，第 6回（1/12）調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロット位置が大気方向へ大きくシフトした。これは Well 3 同様，第 6 回調査時が Well 12 改修工事中であったため，改修に伴う注水による干渉があったことが要因として考えられる。2013 年度に実施した Well 12から薬液を注入したトレーサ試験においても明瞭なトレーサの回帰が確認されており，調和的な結果となっている。しかし，水素・酸素同位体比については第 4 回（8/4）
・第5 回（10/5）調査時から大きな変化は無く，Well 12 注水の影響は水素・酸素同位体比には現れていない。また，水素・酸素同位体比は涵養注水停止後，徐々に高温火山ガスの組成方向へ経時的にシフトしているようにも見える。しかし，涵養注水開始前のバックグラウンド値の範囲内であるため，涵養注水との因果関係とは言い切れない。

＜2017 年度＞
蒸気化学組成については，2017 年 1 月 12 日調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロッ
ト位置が大気方向へ大きくシフトしており，2017 年 1 月頃の Well 12 改修工事に伴う注水による干渉があったことが要因として考えられていた。2017 年 4 月 4 日および2017 年 9 月 12 日の調査時には，急速に火山ガスの値に近づいており，Well 12 改修工事に伴う注水の影響が減少していることが示唆される。しかしながら，14JN-R1 改修工事後の 2017 年 11 月 29 日の調査時には，再び大気方向へシフトし，2017 年 4 月 4日の調査時と同様の値となっており，14JN-R1 改修工事に伴う注水の影響があったことが示唆される。水素・酸素同位体比については，2017 年 4 月 4 日調査時から 14JN-R1
改修工事後の 2017 年 11 月 29 日の調査時にかけて水素・酸素同位体比ともに優位に軽352

くなり，明らかに 14JN-R1 改修工事に伴う注水の影響があったことが示唆される。
その他，熱水組成は蒸気単相のため測定できず，蒸気凝縮水組成の有意な変化は，本年度の調査では確認されなかった。

③Well 6
第Ⅱ-3-2-3-5-7 表に蒸気分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-12 表に蒸気凝縮水分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-17 表に熱水分析結果をそれぞれ示す。また，第Ⅱ-3-2-3-5-15 図に蒸気性状経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-18 図に熱水性状経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-23 図に同位体比の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-28 図に流体化学性状総合解析図をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
流体化学性状に有意な変化は認められなかった。

＜2016 年度＞
涵養注水停止後も蒸気化学組成は涵養注水前の定常的な組成範囲内であったが，第 6回（1/12）調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロット位置が大気方向へ有意にシフトした。これは Well 3,5 同様，第 6 回調査時が Well 12 改修工事中であったため，改修に伴う注水による干渉があったことが要因として考えられる。2013 年度に実施した Well
12 から薬液を注入したトレーサ試験においてもトレーサの回帰があり，導通が確認されていることと調和的な結果となっている。しかし，水素・酸素同位体比については
第 3 回（7/4）
・第 5 回（10/6）調査時から大きな変化は無く，Well 12 注水の影響は水素・酸素同位体比には現れていない。また，水素・酸素同位体比は今年度の全調査でバックグラウンド値付近の限られた範囲内にプロットされ，有意な変化は認められなかった。

＜2017 年度＞
蒸気化学組成については，2017 年 1 月 12 日調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロッ
ト位置が大気方向へ有意にシフトしており，2017 年 1 月頃の Well 12 改修工事に伴う注水による干渉があったことが要因として考えられていた。2017 年 4 月 4 日の調査時には，火山ガス方向へシフトしており，Well 12 改修工事に伴う注水の影響が減少して353

いることが示唆される。しかしながら，14JN-R1 改修工事後の 2017 年 11 月 29 日の調査時には，再び大気方向へシフトし，14JN-R1 改修工事に伴う注水の影響があったことが示唆される。水素・酸素同位体比については，2017 年 4 月 4 日調査時から
14JN-R1 改修工事後の 2017 年 11 月 29 日の調査時にかけて，水素・酸素同位体比ともに僅かながら重くなっているように見えるが，バックグラウンド値付近の限られた範囲内にプロットされ，有意な変化とは言い難い。
その他，蒸気凝縮水や熱水組成の有意な変化は，本年度の調査では確認されなかった。

④Well 8
第Ⅱ-3-2-3-5-8 表に蒸気分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-13 表に蒸気凝縮水分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-18 表に熱水分析結果をそれぞれ示す。また，第Ⅱ-3-2-3-5-15 図に蒸気性状経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-19 図に熱水性状経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-24 図に同位体比の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-29 図に流体化学性状総合解析図をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
蒸気性状が第 3 回（8/5）調査時以降に CH4 濃度が上昇し，第 4 回（8/28）調査時には Ar 濃度も上昇する変化がみられた。He-Ar-N2 三成分系図でみると，Well 8 は第 1
回（4/23）調査時以降，Air から火山ガスの方向に移動していたが，8/5 から 8/27 にかけて天水方向にシフトしている。また，同位体についても，プロット位置が 8/5，8/27と連続して天水方向へシフトしている。以上のことから，Well 8 に涵養井への注入流体の影響が現れている可能性が考えられる。
予防保全点検終了後，第 5 回（11/25）調査時に He-Ar-N2 三成分系図のプロット位
置が，大気成分方向にシフトした。これは 6～8 月に実施した涵養注水の影響もしくは予防保全点検期間中に実施した Well 19 埋坑工事に伴う注水の影響の可能性が考えらえる。同位体は 8/27 のプロット位置と変化していないことから，Well 19 注水に含まれるガス成分のみが Well 8 に移動し，蒸気性状を変化させた可能性がある。
第 6 回（12/15）調査時では He-Ar-N2 三成分系図のプロット位置が第 5 回調査時と変化していないことから，涵養注水もしくは Well 19 の注水影響は Well 8 の噴気継続により影響が小さくなっていったが，11/27 に再開した涵養注水の影響を受けて，結果354

的にプロット位置が変化しなかったことが考えられる。
12/24 以降，蒸気流量の減少や周期変動が発生し，熱水噴出も認められるようになったことから，涵養井への注水による影響が考えられたため，流体化学性状の臨時調査を実施した。臨時調査については，第 8 表に蒸気分析結果，第 13 表に蒸気凝縮水分析
結果，第 18 表に熱水分析結果を示す。蒸気性状は周期変動発生時も 12 月の He-Ar-N2
三成分系図のプロット位置と変わらないため，蒸気性状自体は変化していないと考えられる。熱水は 12/26 が非常に濃く，次第に濃度が低下していく変化がみられた。
SO4-Ca-B 三成分系でみると，いずれも温泉の位置にプロットされ，いずれの熱水も涵養井への注入流体起源で，はじめは過熱蒸気で沸騰・濃縮したが，温度低下や熱水混入量の増加によって，成分濃度が低下した可能性が考えられる。同位体については
12/15 時点で天水方向へシフトし，周期変動発生直前の 12/25 にはかなり天水の位置にプロットが近づいている。1/13 にはややプロット位置が戻ったが，以前と比較すると
未だ天水に近い位置にプロットされている。
また，Well 8 の同位体比が最も天水に近づいた時（12/25：δD=-50‰，δ18O=-6.1‰）の涵養井注入流体の混入率を同位体比を用いて試算した。計算の前提条件は以下の通りである。
涵養井の注入流体のうち，Well 8 に達する流体の全量が瞬時に沸騰する。



このとき同位体の分別は生じない（一段沸騰）。



注水の影響がない Well 8 本来の蒸気の同位体比は，第 1 回調査時の同位体比（δD=-30‰，δ18O=0.6‰）とする。

注入流体の同位体比を第 6 回調査時の値（D=-63‰，δ18O=-10.5‰）とすると，Well
8 の生産蒸気に対する注入流体の混入率は 0.5 程度となり，Well 8 の生産蒸気の半分程
度が注入流体起源の蒸気であったと試算される。

＜2016 年度＞
涵養注水停止後，蒸気化学性状においては He-Ar-N2 三成分系図で涵養注水前のバッ
クグラウンドの組成へ戻る方向へ，水素・酸素同位体比では高温火山ガスの組成の方向へ経時的にシフトしており，大気または天水成分の寄与が減っていることが示唆されていたため，涵養注水の影響が徐々に薄れていると解釈される。
しかし第 5 回（10/5）

355

調査時は，水素・酸素同位体比が少し天水方向へシフトした。これは，9/20～9/27 に
14JN-R1 の注水管抜管と検層に伴い，
約 8,000ton を注水した影響であると考えられる。
また，第 6 回（1/12）調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロット位置が大気方向へ有意にシフトした。これは Well 3,5,6 同様，第 6 回調査時が Well 12 改修工事中であったため，改修に伴う注水による干渉があったことが要因であると推測される。2013 年度に実施した Well 12 から薬液を注入したトレーサ試験においても，再湧出のピーク濃度
は Well 3,5,6 と比較して弱いが，Well 8 にはトレーサの回帰があった。しかし，水素・酸素同位体比については逆傾向で，第 4 回（8/4）
・第 5 回（10/5）調査時から高温ガス
方向へ大きくシフトし，涵養注水前のバックグラウンド値にまで戻っている。また，
涵養開始前の 2015 年 4 月 23 日の同位体組成（δD=-30‰，δ18O=0.6‰）をバックグ
ラウンド値とし，2016 年度の Well 8 への涵養井注入流体の混入率を，以下の前提条件のもと試算した。
涵養井の注入流体のうち，Well 8 に達する流体の全量が瞬時に沸騰する。



このとき同位体の分別は生じない（一段沸騰）。



注水の影響がない Well 8 本来の蒸気の同位体比は，
2015 年度第 1 回調査時(2015
年 4 月 23 日）の同位体比とする。

その結果，第 1 回（4/13）：0.19，第 2 回（5/10）：0.20，第 4 回（8/4）：0.16，第 5 回（10/5）：0.25，第 6 回（1/12）：0.05 程度と試算された。尚，同位体比が最も天水に近づいた時（2015/12/25：δD=-50‰，δ18O=-6.1‰）の涵養井注入流体の混入率は 0.5 程度との試算結果となっていた。
Well 8 は突然停止後の初期噴気切り替え時に，スケール片と思しき固形物と熱水を噴出していたため，原因調査として 11/21 に熱水の臨時分析を実施した。その結果から，昨年度 2/15 脈動時同様に高塩濃度の熱水を噴出しており，固形物は岩塩が主体であることが判明した。そのメカニズムとしては，坑内が岩塩スケール生成により閉塞して突然停止し，初期噴気切り替え時に熱水が岩塩スケールを溶かし込んで噴出するため，高塩濃度になると考えられる。また，高 SO4 濃度となっていることは，溶存酸素を含んだ涵養
水または天水の流入により蒸気中の H2S が酸化されたため，と解釈することができる。

356

＜2017 年度＞
蒸気化学組成については，2017 年 1 月 12 日調査時は He-Ar-N2 三成分系図のプロット
位置が大気方向へ有意にシフトしており，2017 年 1 月頃の Well 12 改修工事に伴う注水による干渉があったことが要因として考えられていた。2017 年 4 月 4 日の調査時および2017 年 9 月 12 日の調査時には，火山ガス方向へシフトしており，Well 12 改修工事に伴う注水の影響が減少していることが示唆される。
その後 Well 8 は，2017 年 9 月 22 日に噴気を停止させた。以後，2018 年１月現在まで停止中であり，2017 年 11 月の調査時にはサンプルを採取しておらず，14JN-R1 改修工事に伴う注水による干渉については不明である。
その他，熱水組成は蒸気単相のため測定できず，蒸気凝縮水組成の有意な変化は，本年度の調査では確認されなかった。

⑤Well 11
第Ⅱ-3-2-3-5-9 表に蒸気分析結果，第Ⅱ-3-2-3-5-14 表に蒸気凝縮水分析結果をそれぞれ示す。また，第Ⅱ-3-2-3-5-16 図に蒸気性状経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-20 図に熱水性状経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-25 図に同位体比の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-30 図に流体化学性状総合解析図をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
涵養注水開始以降，第 2 回調査から第 7 回調査まで噴気停止中のため，調査を実施していない。第 8 回（2/19）調査時に初期噴気中であったため，流体化学性状調査を実施している。

＜2016 年度＞
調査時はすべての回で噴気停止中であったため，調査を実施していない。

＜2017 年度＞
調査時はすべての回で噴気停止中であったため，調査を実施していない。

357

⑥涵養水
第Ⅱ-3-2-3-5-15 表に涵養水分析結果を示す。
本試料は涵養井 14JN-R1 の注水配管から採取している。分析結果は，いずれの調査時においても有意な変化は無く，ほぼ安定した性状の流体を涵養井に注入していることを確認している。

第Ⅱ-3-2-3-5-5 表

蒸気分析結果（Well 3）358

第Ⅱ-3-2-3-5-6 表

蒸気分析結果（Well 5）

第Ⅱ-3-2-3-5-7 表

蒸気分析結果（Well 6）359

第Ⅱ-3-2-3-5-8 表

蒸気分析結果（Well 8）360

第Ⅱ-3-2-3-5-9 表

第Ⅱ-3-2-3-5-10 表

蒸気分析結果（Well 11）

蒸気凝縮水分析結果（Well 3）361

第Ⅱ-3-2-3-5-11 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 5）

第Ⅱ-3-2-3-5-12 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 6）362

第Ⅱ-3-2-3-5-13 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 8）363

第Ⅱ-3-2-3-5-14 表

蒸気凝縮水分析結果（Well 11）

第Ⅱ-3-2-3-5-15 表 熱水分析結果（涵養水）

364

第Ⅱ-3-2-3-5-16 表

熱水分析結果（Well 3）

第Ⅱ-3-2-3-5-17 表

熱水分析結果（Well 6）365

第Ⅱ-3-2-3-5-18 表 熱水分析結果（Well 8）

第Ⅱ-3-2-3-5-19 表

熱水分析結果（Well 11）

366

367

第Ⅱ-3-2-3-5-12 図

蒸気性状経時変化図（Well 3）

368

第Ⅱ-3-2-3-5-13 図

蒸気性状経時変化図（Well 5）369

第Ⅱ-3-2-3-5-14 図

蒸気性状経時変化図（Well 6）

370

第Ⅱ-3-2-3-5-15 図

蒸気性状経時変化図（Well 8）

371

第Ⅱ-3-2-3-5-16 図

蒸気性状経時変化図（Well 11）

372

第Ⅱ-3-2-3-5-17 図

熱水性状経時変化図（Well 3）

373

第Ⅱ-3-2-3-5-18 図

熱水性状経時変化図（Well 6）

374

第Ⅱ-3-2-3-5-19 図

熱水性状経時変化図（Well 8）

375

第Ⅱ-3-2-3-5-20 図

熱水性状経時変化図（Well 11）

第Ⅱ-3-2-3-5-21 図

同位体比の経時変化図（Well 3）376

第Ⅱ-3-2-3-5-22 図

同位体比の経時変化図（Well 5）377

第Ⅱ-3-2-3-5-23 図

同位体比の経時変化図（Well 6）378

第Ⅱ-3-2-3-5-24 図

同位体比の経時変化図（Well 8）379

第Ⅱ-3-2-3-5-25 図

同位体比の経時変化図（Well 11）380

第Ⅱ-3-2-3-5-26 図

流体化学性状総合解析図（Well 3）381

第Ⅱ-3-2-3-5-27 図

流体化学性状総合解析図（Well 5）382

第Ⅱ-3-2-3-5-28 図

流体化学性状総合解析図（Well 6）383

第Ⅱ-3-2-3-5-29 図

流体化学性状総合解析図（Well 8）384

第Ⅱ-3-2-3-5-30 図

流体化学性状総合解析図（Well 11）385

(6) 涵養開始直後の高頻度モニタリング
涵養注水を開始した直後は頻度を上げて，涵養の影響について評価するため，涵養井
周辺の生産井において，注水開始翌日から 11 日間，蒸気中 NCG 濃度測定と熱水試料採取を実施し，必要に応じて熱水分析を実施した。
涵養注水を開始する前のバックグラウンド調査は 2015 年 5 月 25 日に蒸気中 NCG 濃度測定と熱水試料採取・分析を，5 月 29 日に熱水試料採取を実施している。涵養試験開始後は，注水作業を開始した翌日の 6 月 2 日から 6 月 12 日の 11 日間を調査対象期間とした。

①Well3Well 3 は調査対象期間中において，生産停止中であったため，調査を実施していない。

②Well 5
第Ⅱ-3-2-3-5-20 表に分析結果表を，第Ⅱ-3-2-3-5-31 図に分析結果の経時変化図について示す。
Well 5 においては，涵養開始直後の調査期間中において蒸気中 NCG 濃度に有意な変化は認められなかった。また，熱水噴出についても同調査期間では認められなかった。

③Well 6
第Ⅱ-3-2-3-5-21 表に分析結果表を，第Ⅱ-3-2-3-5-32 図に分析結果の経時変化図について示す。
Well 6 においては，涵養開始直後の調査期間において蒸気中 NCG 濃度に有意な変化は認められなかった。また，熱水性状に涵養による変化が表れていないかを確認する目的で，6 月 8 日，10 日採取試料を用いて OAG による自社分析を実施した。結果として，
pH や電気伝導度，Na 濃度，Cl 濃度等の主要成分に有意な変化は認められなかった。
さらに涵養注水の影響による硫酸酸性流体発生の有無を確認する目的で， 6 月 10 日採取試料を用いて熱水中 SO4 分析を実施した。その分析結果を第Ⅱ-3-2-3-5-24 表に示す。
結果として，涵養注水開始前の 4 月 22 日，5 月 29 日と比較して，SO4 濃度についても有意な変化は認められなかった。

386

④Well 8
第Ⅱ-3-2-3-5-22 表に分析結果表を，第Ⅱ-3-2-3-5-33 図に分析結果の経時変化図について示す。
Well 8 においては，涵養開始直後の調査期間中において蒸気中 NCG 濃度に有意な変化は認められなかった。また，熱水噴出についても同調査期間では認められなかった。

⑤Well 11
第Ⅱ-3-2-3-5-23 表に分析結果表を，第Ⅱ-3-2-3-5-34 図に分析結果の経時変化図について示す。
Well 11 は涵養注水開始直前の 5 月 29 日に生産停止し，涵養開始後の 6 月 8 日に噴気している。同調査においては，6 月 8 日から 6 月 12 日に初期噴気中の蒸気中 NCG 濃度測定および熱水試料採取を実施している。調査結果として，蒸気中 NCG 濃度が 39～
81wt.%と非常に高い値で推移している。これは，噴気直後の影響であることが要因として考えられるが，涵養注水の影響との関連性については不明である。また，熱水試料についても OAG による自社分析を実施したが，Na 濃度，Cl 濃度等の主要成分については明瞭な変化は認められなかった。
以上の結果を纏めると，涵養開始直後の涵養井周辺生産井のモニタリングにおいては，
いずれの生産井においても蒸気中 NCG 濃度や熱水性状に，涵養注水の短期的な影響を捉えた明瞭な変化は認められなかった。

第Ⅱ-3-2-3-5-20 表

Well 5 涵養開始直後モニタリング結果

387

第Ⅱ-3-2-3-5-21 表

Well 6 涵養開始直後モニタリング結果

第Ⅱ-3-2-3-5-22 表

Well 8 涵養開始直後モニタリング結果

第Ⅱ-3-2-3-5-23 表

Well 11 涵養開始直後モニタリング結果

388

第Ⅱ-3-2-3-5-31 図

Well 5 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図

389

第Ⅱ-3-2-3-5-32 図

Well 6 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図

390

第Ⅱ-3-2-3-5-33 図

Well 8 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図

391

第Ⅱ-3-2-3-5-34 図

Well 11 涵養開始直後モニタリング結果経時変化図

392

第Ⅱ-3-2-3-5-24 表

Well 6 涵養開始直後モニタリング熱水中 SO4 分析結果表

Well 6

５.３ 生産井の蒸気・熱水流量モニタリング
涵養試験および各種工事に伴う注水による影響を評価するために，涵養井周辺の生産井の蒸気流量および熱水流量の変動を調査した。

(1) 調査対象
涵養井周辺の生産井（Well 3，Well 5，Well 6，Well 8）
なお，調査当時に生産停止中のものは調査対象から除外した。

(2) 調査時期・方法
流量の測定方法は，流量の測定にはオリフィス流量計を用い，蒸気および熱水の二相流の流量を連続的に測定した。また，定期的にトレーサ希釈法による流量測定により蒸気流量および熱水流量を測定し，オリフィス流量計を用いた測定値を必要に応じて補正した。トレーサ希釈法による蒸気・熱水流量モニタリングについては，現地調査及び室内分析は専門の調査会社に依頼した。

(3) 調査実績
涵養井周辺で稼働中の生産井については，オリフィス流量計を用いて蒸気流量および熱水流量の総流量を連続的に測定している。また，トレーサ希釈法による流量測定により蒸気流量，熱水流量を測定しており，その調査実績を第Ⅱ-3-2-3-5-25 表に示す。

393

第Ⅱ-3-2-3-5-25 表
調査回数

調査年月日

トレーサ希釈法による流量測定調査実績

調査対象

涵養井の状況
2015 年度

1

2015/5/18-19

Well 5,6,8

注水開始前

2

2015/6/29-30

Well 3,5,6,8

注水量約 50t/h

3

2015/8/5-6

Well 3,5,6,8

注水量約 70t/h

4

2015/8/27-28

Well 3,5,6,8

注水量約 70t/h

5

2015/11/25-27

Well 3,5,6,8

注水停止中

6

2015/12/15

Well 3,5,6,8

注水量約 70t/h

7

2016/1/26

Well 5,6,8

注水停止中

8

2016/2/19

Well 5,6

注水停止中2016 年度

1

2016/4/12-13

Well 3,5,6,8

注水停止中

2

2016/5/9-10

Well 3,5,6,8

注水停止中

3

2016/7/13-14

Well 5,6

注水停止中

4

2016/8/4

Well 5,8

注水停止中

52016/10/5-6

Well 5,6,8

注水停止中 (※1)

臨時

2016/11/21

Well 8 (※2)

注水停止中

6

2017/1/11-12

Well 3,5,6,8

注水停止中2017 年度
1

2017/9/11-12

Well 5,6,8

注水停止中

394

(4) 調査結果①Well 3第Ⅱ-3-2-3-5-35 図に蒸気流量・熱水流量の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-26 表にトレー
サ希釈法による流量測定結果をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
涵養開始前および涵養注水開始時は生産停止中であったが，6 月 23 日に本設ラインに併入している。その後，9 月 2 日に発電所の予防保全点検に伴い，生産停止している。
予防保全点検終了後は，11 月 26 日に本設ラインに併入し，12 月 23 日に再度生産停止
している。
トレーサ希釈法による流量測定については，第 1 回調査時（5 月 18 日）には生産停止しており，バックグラウンドデータが得られていないため，涵養注水による効果の程度は不明である。ただ，涵養注水中に蒸気流量の増加傾向が見られなかったため，涵養による蒸気量増加の効果はみられなかったと考えられる。また，クオリティについては，測定値に幅がみられるが，現地測定期間中にも熱水流量に変動がみられていたことから，
クオリティの値に幅がみられると考えられる。

＜2016 年度＞
2016 年 3 月 28 日に初期噴気し，翌 3 月 29 日に本設ラインへ併入した後，5 月 22 日に自然停止した。続いて 7 月 4 日に初期噴気し，7 月 7 日に本設ラインへ併入したが，翌 7 月 8 日に生産停止している。その後は 12 月 12 日に初期噴気，12 月 20 日に本設ラインへ併入しており，2017 年 3 月現在も生産を継続中である。
トレーサ希釈法による流量測定については，第 1 回調査時（5/10）のクオリティは 0.63，
第 2 回調査時（1/12）には採取試料中の熱水トレーサ濃度がほとんど検出されなかったため，熱水流量とその値を用いて算出する蒸気流量ともに求めることができなかった。
そのため，熱水の噴出が極微量であることから，クオリティは限りなく 1.00 に近いとの解釈となる。
クオリティについては，昨年度の調査時から測定値に幅が見られていたが，第 1 回調
査時の 0.63 は 2015 年 7 月以降で最も低い値であった。また，流体化学性状モニタリン
グから，
第 2 回調査時には Well 12 改修工事の注水による影響があったと考えられるが，395

第 1 回調査時と比較して蒸気流量は減少(4.3t/h→2.1t/h)し，クオリティは上昇するという結果となった。

＜2017 年度＞
発電所の定期点検に伴い 2017 年 4 月 11 日に噴気停止し，2017 年 11 月 15 日に初期噴気し，11 月 17 日に本設ラインへ併入しており，2018 年 1 月現在も生産を継続中である。12 月 28 日より蒸気流量が約 2 t/h 程度自然に増加しているが，その原因は不明である。
トレーサ希釈法による流量測定については，調査時に停止中であったため，クオリティを求めることはできなかった。熱水の噴出は現在まで極微量であることから，クオリ
ティは限りなく 1.00 に近いと考えられる。

②Well 5
第Ⅱ-3-2-3-5-36 図に蒸気流量・熱水流量の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-27 表にトレー
サ釈法による流量測定結果をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
7 月 16 日頃に蒸気流量が約 13→10t/h 程度に減少したため，一旦，坑内洗浄を実施するために 7 月 27 日に生産停止させている。坑内洗浄実施後，再度噴気させ，8 月 4 日に本設ラインに併入している。その後，9 月 4 日に発電所の予防保全点検に伴い，生産停止している。予防保全点検終了後，11 月 13 日に本設ラインに併入し，生産継続しているが，流量トレンドに異常等はみられていない。
トレーサ希釈法による流量測定については，予防保全点検期間前は第 3 回（8/6）調査時の蒸気流量が 25t/h 程度と第 1,2,4 回調査時と比較して一時的に増加している。これは，7 月 27 日に生産停止させて実施した坑内洗浄効果で，蒸気流量が増加したと考えられる。予防保全点検終了後は，第 5 回（11/25）調査時の蒸気流量が大きく増加したが，生産停止に伴い貯留層圧力が回復したことが考えられ，第 6,7 回と生産継続に伴い，蒸気流量は連続的に減少してきている。また，クオリティについては，いずれの調査においても蒸気単相を生産していたことから変化はみられていない。

396

涵養注水の有無に対応する蒸気流量の変化はみられておらず，現時点では涵養注水による蒸気量増加効果はみられていないと考えられる。

＜2016 年度＞
2016 年 4 月以降，Well 5 は蒸気流量 16～18t/h で安定して生産していたが，12 月下旬頃に蒸気流量が 15t/h を下回るまで減少したため，一旦，坑内洗浄（水洗浄）を実施するために 2 月 8 日に生産停止させている。2 月 9 日-10 日で坑内洗浄実施後，2 月 13日に再度噴気させ，2 月 14 日に本設ラインに併入している。併入時の蒸気流量は 33t/hまで回復しており，坑内洗浄の効果は大きかったと考えられる。その後も生産継続しているが，流量トレンドに異常等はみられていない。
トレーサ希釈法による流量測定については，今年度の調査は 1 回（5/10）の実施とした。クオリティについては，1.00 で蒸気単相を生産している。その後も常に蒸気は過熱状態であるため，クオリティは 1.00 で変化は無いと判断できる。

＜2017 年度＞
発電所の定期点検に伴い 2017 年 4 月 11 日に噴気停止し，2017 年 8 月 23 日に初期噴
気し，8 月 25 日に本設ラインへ併入しており，2018 年 1 月現在も生産を継続中である。
14JN-R1 改修工事の坑内作業開始後の 10 月 9 日頃から蒸気流量は, 3~7 日周期で2~4.5 t/h 減衰しては自力回復を繰り返す状態となり，坑内作業終了後の 10 月 30 日以
降から蒸気温度，過熱度共に顕著な低下が始まった後，11 月 4 日より 11 月 8 日にかけて蒸気流量の脈動（15 分周期で 20 t/h→15 t/h→20 t/h を繰り返す）が見られた。それ以降は緩やかに蒸気流量が減衰し，12 月 22 日以降は約 17 t/h で安定的に推移している。
14JN-R1 改修工事の坑内作業が開始される以前の 9 月 11 日のトレーサ希法による流量測定においては，クオリティは 1.00 で蒸気単相を生産していた。その後の測定は実施
されていないが，14JN-R1 改修工事に伴う注水による干渉により，一時過熱度 0.0℃まで低下したが，オリフィス流量計による測定では熱水流量は 0 t/h であり，クオリティ
は 1.00 のままと考えられる。

397

③Well 6
第Ⅱ-3-2-3-5-37 図に蒸気流量・熱水流量の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-28 表にトレー
サ希釈法による流量測定結果をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
2015 年 4 月以降，蒸気流量約 13t/h で概ね安定して推移していた。9 月 1 日に発電所の予防保全点検に伴い，生産停止している。予防保全点検期間後，11 月 12 日に本設ラインに併入しているが，二次弁開度 41%と流量調整している状況であった。11 月 25 日に二次弁開度を全開にしたため蒸気流量が増加し，その後，生産継続しているが，流量トレンドに異常等はみられていない。
トレーサ希釈法による流量測定については，予防保全点検期間前の第 1～4 回調査では，蒸気流量は 12.5～14.5t/h の間とほぼ一定で推移した。予防保全点検終了後の第 5回（11/26）調査時は，涵養注水をしておらず蒸気流量が大きく増加していることから，
これは予防保全点検期間の生産停止に伴う，貯留層圧力の回復等に起因していると考えられる。蒸気流量は，第 6,7 回と生産継続に伴い，予防保全点検期間前のレベルに戻りつつある。また，クオリティについては，第 1～7 回調査時において，ほぼ 0.60 と一定の水準で推移している。
涵養注水の有無に対応した蒸気流量やクオリティの変化はみられないことから，本調
査では涵養による影響（効果）は検知できていないと考えられる。

＜2016 年度＞
2016 年 4 月以降，蒸気流量約 13～14t/h で概ね安定して推移している。2017 年 2 月
中旬頃に蒸気流量がやや増加しているのは，Well 5 を停止していた時期と一致する。
トレーサ希釈法による流量測定については，今年度の調査は 1 回（5/9）の実施とした。
クオリティについては 2015 年 5 月以降一定で，涵養注水の開始・停止に伴う変化は確認されないことから，本調査では涵養による影響は検知されていないと考えられる。

＜2017 年度＞
発電所の定期点検に伴い 2017 年 4 月 11 日に噴気停止し，2017 年 8 月 18 日に初期噴気し，同日に本設ラインへ併入している。その後 2018 年 1 月 9 日に噴気を停止させた。

398

この間，蒸気流量は大きな変化なく，緩やかに減衰している。熱水流量については，
10 月 5 日前後に約 3 t/h 減少し，その後 12 月 13 日に約 1.4 t/h 上昇している。これらの現象と 14JN-R1 改修工事に伴う注水の関係については不明である。
14JN-R1 改修工事の坑内作業が開始される以前の 9 月 12 日のトレーサ希釈法による流量測定においては，クオリティは 0.58 であった。

④Well 8
第Ⅱ-3-2-3-5-38 図に蒸気流量・熱水流量の経時変化図，第Ⅱ-3-2-3-5-29 表にトレーサ希釈法による流量測定結果をそれぞれ示す。

＜2015 年度＞
2015 年 4 月以降，蒸気流量約 15t/h で安定して推移した。9 月 3 日に発電所の予防保全点検に伴い，生産停止している。予防保全点検終了後，11 月 14 日に本設ラインに併入して生産継続していたが，12 月 24～25 日頃に，蒸気流量の減少がみられ，その後，周期変動が発生し，過熱状態であった Well 8 で熱水噴出が確認できるようになった。12 月 28 日に一旦，初期噴気に切り替え，周期変動が収まった後，1 月 14 日本
設ラインに再度併入している。2 月 15 日に蒸気流量が急減し，噴気停止となったため，初期噴気に切り替えている。初期噴気中に周期変動はみられず，坑口圧力の推移も安定していたため，2 月 22 日に本設併入した。2 月 23 日に蒸気流量の減少が再度みられ，噴気停止となったため，再度初期噴気に切り替えている。初期噴気中に周期変動はみられず，坑口圧力の推移も安定していたが念のため一旦停止後，再噴気し，3 月
2 日に再度本設ラインに併入している。
トレーサ希釈法による流量測定については，予防保全点検前の第 1～4 回調査では，蒸気流量が 14.6～15.9t/h とほぼ一定で推移した。予防保全点検終了後は，第 5 回（11/25）調査時は涵養注水を実施していないものの蒸気流量が大きく増加していることから，涵養注水による効果もしくは予防保全点検期間中に生産停止していたことによる貯留層圧力の回復に起因していると考えられる。その後，生産継続に伴い，第 6,7
回調査と蒸気流量は徐々に減少している。また，クオリティについては，第 1～7 回
調査時において蒸気単相を生産していたことから変化はみられていない。
トレーサ希釈法による流量測定では，調査を実施したタイミングで涵養注水と関連399

性は明瞭には捉えられていない。しかし，予防保全点検終了後に涵養井の注水を再開して以降，2015 年 12 月 24～25 日頃から周期変動（脈動）や熱水の噴出が見られるようになり，2016 年 2 月 15 日に蒸気流量が急減して噴気停止に至った。これを受けて，涵養井への注水を停止した後，周期変動や熱水噴出が収まったことからも，涵養
注水が Well 8 の蒸気生産に影響を及ぼしていると考えられる。

＜2016 年度＞
2016 年 4 月以降も，幾度となく噴気停止が発生している。発生前は蒸気流量が 2～3t/h 急減，蒸気の過熱度が 2～3℃上昇し，その数日後に突然停止するのが特徴である。発生後は自力回復する場合もあるが，回復しない場合は初期ラインに切り替え，「ゆさぶり」を実施することで坑内の固形物や熱水を吐出させた後に本設ラインへ併入した。この突然停止が発生する間隔は，徐々に長くなってきている。
トレーサ希釈法による流量測定については，今年度の調査は 1 回（5/10）の実施とした。クオリティについては，1.00 で蒸気単相を生産している。Well 5 同様，第 1 回調査以後も常に蒸気は過熱状態であるため，クオリティは 1.00 で変化は無いと判断できる。

＜2017 年度＞
発電所の定期点検に伴い 2017 年 4 月 14 日に噴気停止し，2017 年 8 月 18 日に初期噴気し，同日に本設ラインへ併入している。その後 2017 年 9 月 22 日に噴気を停止させた。以後，1 月現在まで停止中であり，14JN-R1 改修工事に伴う注水による干渉については不明である。
14JN-R1 改修工事の坑内作業が開始される以前の 9 月 11 日のトレーサ希釈法による流量測定においては，クオリティは 1.00 であった。

400

第Ⅱ-3-2-3-5-35 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 3）

第Ⅱ-3-2-3-5-36 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 5）401

第Ⅱ-3-2-3-5-37 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 6）

第Ⅱ-3-2-3-5-38 図

蒸気流量・熱水流量の経時変化図（Well 8）402

第Ⅱ-3-2-3-5-26 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 3）

第Ⅱ-3-2-3-5-27 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 5）403

第Ⅱ-3-2-3-5-28 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 6）

第Ⅱ-3-2-3-5-29 表

トレーサ希釈法による流量測定結果（Well 8）404

６. MT モニタリング
本研究開発で 2013 年と 2015 年に行った AMT 法による比抵抗モニタリングでは，5Hz以下の周波数領域で若干の変化が見られ，2 次元構造解析では深度 1000m 以深で比抵抗変化の可能性が指摘されてきた。しかし AMT 法では測定周波数の関係上，1000m 以深の比抵抗構造の把握は困難であり，より深い深度の構造解析が可能な MT 法によるモニタリン
グの必要性が指摘された。そこで本年度は 1000m より深い深度における生産及び涵養に伴う貯留層内の変動が MT 法によるモニタリングで観測できるか検証するため，予察的な調査を実施した。

(1) MT モニタリング候補地の選定
MT モニタリング候補地の選定は涵養効果が最も期待される 14JN-R1 の近傍と，涵養
注水の直接的な影響が見られた Well-8 のフィードポイント周辺を中心に全 12 ヶ所を候補地として選定した(第Ⅱ-3-2-3-6-1 表)。発電所停止時期の品質の良いデータとの比較も考慮して，候補地点の中には Well-8 に比較的近く，昨年 MT を実施した地点，ならびに AMT 観測点の中で最も涵養井に近い AMT320(OZM010)も候補地点として選定した。
また，涵養井から遠く昨年実施した MT 観測の結果から品質良いデータ取得が確認されている五畳敷地域の 2 ヶ所(OZM001, OZM002)，ならびに発電所から西側に離れた国有林内 1 ヶ所をリファレンスの候補地として選定した(OZM003)。

第Ⅱ-3-2-3-6-1 表

モニタリング候補地の位置405

(2) MT モニタリング候補地の予備調査
MT モニタリングの測点を決定するために，モニタリング候補地における予備調査を実施した。予備調査は平成 28 年 7 月 6 日から 8 月 4 日にかけて順次移動しながら実施
し，1 測点あたり，約 1 週間の MT データ取得を行った。第Ⅱ-3-2-3-6-39 図から第Ⅱ-3-2-3-6-42 図にモニタリング候補地における MT 測定結果(見掛け比抵抗・位相)を示す。
結果をみると，100 秒以上の長周期側は何れのサイトもエラーバーが大きくデータ品質が悪いものの数 10 秒までのレスポンスが良く求められている。
昨年度実施した涵養に伴う MT レスポンスのシミュレーション結果によると，涵養に伴う MT レスポンスは 1 秒から 10 秒あたりのところで変化が期待されている。そのため，モニタリング候補地は何れの地点においてもデータ取得の点では問題ないと思われる。

(3) MT モニタリング観測点(OZM002, OZM006, OZM007)について
MT モニタリング候補地全 12 ヶ所の予備調査の結果，データ品質の点から考えると何れの候補地も特段に問題がないことが明らかとなった。本年度の MT モニタリングは観測機器の制約から 3 ヶ所での実施を想定していたため，全 12 候補地から考察した結果，
涵養井 14JN-R1 に近い OZM006，OZM007 とリファレンスとして OZM002 を選定した。
MT モニタリング観測点では 2016 年 8 月 5 日から 11 月 7 日までの約 4 か月間モニタ
リングを行った。

406

第Ⅱ-3-2-3-6-39 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相(上段: OZM001, 中段: OZM002, 下段: OZM003)
左側はシングル処理の結果，右側はリモート処理後の結果を示す

407

第Ⅱ-3-2-3-6-40 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相(上段: OZM004, 中段: OZM005, 下段: OZM006)
左側はシングル処理の結果，右側はリモート処理後の結果を示す

408

第Ⅱ-3-2-3-6-41 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相(上段: OZM007, 中段: OZM008, 下段: OZM009)
左側はシングル処理の結果，右側はリモート処理後の結果を示す

409

第Ⅱ-3-2-3-6-42 図

MT モニタリング観測候補測点の見掛け比抵抗と位相(上段: OZM010, 中段: OZM011, 下段: OZM012)
左側はシングル処理の結果，右側はリモート処理後の結果を示す

410

第Ⅱ-3-2-3-6-43 図

MT モニタリングサイト OZM002 における見掛け比抵抗と位相(9/1-9/3)

411

第Ⅱ-3-2-3-6-44 図

MT モニタリングサイト OZM006 における見掛け比抵抗と位相(9/1-9/3)

412

第Ⅱ-3-2-3-6-45 図

MT モニタリングサイト OZM007 における見掛け比抵抗と位相(9/1-9/3)

413

第Ⅱ-3-2-3-6-46 図

MT モニタリングサイト(EGS002)における XY 成分のフェーズ偏差第Ⅱ-3-2-3-6-47 図

MT モニタリングサイト(EGS002)における YX 成分のフェーズ偏差414

第Ⅱ-3-2-3-6-48 図

MT モニタリングサイト(EGS006)における XY 成分のフェーズ偏差第Ⅱ-3-2-3-6-49 図

MT モニタリングサイト(EGS006)における YX 成分のフェーズ偏差415

第Ⅱ-3-2-3-6-50 図

MT モニタリングサイト(EGS007)における XY 成分のフェーズ偏差第Ⅱ-3-2-3-6-51 図

MT モニタリングサイト(EGS007)における YX 成分のフェーズ偏差416

第Ⅱ-3-2-3-6-52 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxx, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-53 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxx, Imaginary data)417

第Ⅱ-3-2-3-6-54 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxy, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-55 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxy, Imaginary data)418

第Ⅱ-3-2-3-6-56 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyx, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-57 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyx, Imaginary data)419

第Ⅱ-3-2-3-6-58 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyy, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-59 図

OZM006 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyy, Imaginary data)420

第Ⅱ-3-2-3-6-60 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxx, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-61 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxx, Imaginary data)421

第Ⅱ-3-2-3-6-62 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxy, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-63 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHxy, Imaginary data)422

第Ⅱ-3-2-3-6-64 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyx, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-65 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyx, Imaginary data)423

第Ⅱ-3-2-3-6-66 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyy, Real data)

第Ⅱ-3-2-3-6-67 図

OZM007 と OZM002 間の水平磁場トランスファーファンクション(ZHyy, Imaginary data)424

(4) MT モニタリング結果選定した MT モニタリング観測点（OZM002，OZM006 及び OZM007）において，2016 年 8 月 5 日から 11 月 7 日までの約 3 ヶ月間モニタリングを行った。
第Ⅱ-3-2-3-6-43 図から第Ⅱ-3-2-3-6-45 図にモニタリング期間中の見掛け比抵抗と位相，第Ⅱ-3-2-3-6-46 図から第Ⅱ-3-2-3-6-51 図には各 MT モニタリングサイトの非対角成分（XY，YX）のフェーズ偏差を示した。見掛け比抵抗と位相は 5 日間スタックの 3日間の例であるが，エラーバーが大きい 100 秒前後から長周期側では日変化が大きいものの，それ以下の周期帯では比較的安定してデータ取得ができている。
フェーズ偏差の結果は，各 MT モニタリング観測点における全期間のデータを示している。OZM002 の高周波側と OZM007 の 8 月下旬から 9 月上旬にかけて数秒をピークとした周波数でデータが乱れている。このモニタリング期間中に短期間ではあるが 7 月
下旬と 8 月下旬に涵養試験を 2 回行っている（第Ⅱ-3-2-3-6-10 図～第Ⅱ-3-2-3-6-15 図
中の赤枠の期間)が，その期間に注目してデータを見ても特に変化は見られない。これは涵養期間が非常に短かったため，MT レスポンスへの影響が非常に小さく，フェーズ偏差で見ても影響を捉えられなかったと考えられる。
涵養期間外のデータ乱れについて考察すると，OZM002 の高周波側の乱れに関しては，取得期間のほとんどの領域で乱れており，定常的なノイズによる影響と考えることができる。また OZM007 の乱れについては，現状では断定が難しいものの，近隣でのノイズの影響が推察される。
水平磁場については予備調査期間も含め，2016 年 7 月 29 日から 11 月 7 日までのデータについて OZM002 と OZM006 ならびに OZM007 について水平磁場トランスファー
ファンクション(応答関数)を求め涵養に対するレスポンスに関して評価を行った（第Ⅱ-3-2-3-6-52 図～第Ⅱ-3-2-3-6-67 図）。自然ソースが元々弱い 10 秒前後にやや乱れがみられ，OZM006 では 7 月 29 日から数えて 50 日前後，OZM007 では 30 日から 60 日の周期 0 秒から 10 秒で変化が見られるが，周期の範囲や変化時期から，観測点近傍での地表における作業ノイズの可能性が指摘される。それ以外には明確な変化が見られておらず，涵養に伴う変化は見られていない。水平磁場に関しても涵養期間が短かったため，明確な変化が捉えられなかったと推察される。

425

(5) まとめ涵養及び貯留層内の流体流動予測のモニタリングの検証として，MT モニタリングを実施した。2016 年は最初に MT モニタリング候補地点 12 ヶ所を選定し，予備調査を実施した。予備調査の結果，何れの地点もデータ品質には問題ないことが確かめられ，最終的に涵養井に近い 2 ヶ所と涵養井から遠い 1 ヶ所をリファレンス点として MT モニタ
リングを開始した。2016 年の MT モニタリングは 8 月初旬から 11 月初旬までの約 4 か月間行った。データは問題なく安定して取得できた。2016 年は残念ながら予定されていた定常的な涵養が実施できなかったため，涵養に対する MT レスポンスの評価はできなかったものの，バックグランドとしてのデータ取得をすることができた。今後は，2016
年に取得したデータを基準として涵養時の MT レスポンスを比較することにより評価を行っていく予定である。

426

II－３－２－４ 環境影響調査
１. 有感地震2015 年 9 月 2 日より観測を開始し，現在も継続中である。柳津西山地熱地域で採用した震度計では，有感地震を検知するとそのデータを感熱ロール紙にプリントアウトできる機能を有しており，プリントアウトされた紙(第Ⅱ-3-2-4-1-1 図)は，遠方の地震を検知したケースも含めて保管している。2015 年 9 月 2 日～2018 年 1 月 28 日の間に観測した有感地震のうち，柳津西山地熱地域またはその近傍を震源とするイベントは第Ⅱ-3-2-4-1-1 表の通りである。なお，震源位置は別途実施している微小地震観測のデータから解析している。
計測した震度は，別に解析した震源位置・マグニチュードと共に，(独)石油天然ガス・
金属鉱物資源機構，本研究の受託業者，周辺自治体，東北電力㈱に連絡している。

第Ⅱ-3-2-4-1-1 表

有感地震観測結果一覧

発生時刻
2015/09/12
02:22
2016/08/07

04:55

0.5

2016/09/23

09:14

2.1

08:41

4.6

11:24

0.7

22:28

2.1

2017/01/15

06:56

1.0

2017/05/08

12:33

1.9

2017/05/12

08:14

0.5

2017/05/31

09:57

2.6

2018/01/21

08:15

3.1

2017/01/13

第Ⅱ-3-2-4-1-1 図

有感地震観測結果

427

計測震度
0.7

２. 温泉変動調査
温泉変動調査結果については，記載を省略する。

428

II－３－２－５ 解析・検討
予備試験で取得したデータを使用して，下記の項目について解析および対策の検討を行った。
・地熱構造モデルの更新
・貯留層モデルの更新
・涵養井と他坑井の干渉
・涵養による効果
・対策の検討１. 地熱構造モデルの更新
１.１ 地熱構造モデル作成の手順と使用したデータ・情報について(1) 地熱構造モデルの作成手順概要
従来の地熱構造モデルの作成時以降，新たに取得したデータ，作成した分布図等を用いて，地熱構造モデルの更新を行った。今年度実施した地熱構造モデル作成手順の概要を以下に述べる（第Ⅱ-3-2-5-1-1 図）。

①新たに取得・作成した以下の情報を用いて各地層の物性の解釈，難透水性・低透水性・
高透水性領域の推定，熱水の移動範囲の推定等を行った。
i)

地質断面図及び断層分布図（関・安達(1997)公表以降の坑井データも考慮して作成）

ii)

MT 法比抵抗分布図（新規取得データと過去のデータを併用して 3 次元インバージョン解析を実施し，分布図を作成）

iii) AE 分布図（4 地点の坑内地震計による観測データを加えた震源分布図を作成）
iv) トレーサ濃度分布図②上記①の結果と新旧の以下の情報を使用して，キャップロックの下面深度の決定，透水性によるブロック分けを行い，熱水の移動範囲を考慮した地熱構造モデルを作成した。
i)

坑井データ（逸水深度，流体流入深度，電気検層等；従来のデータ）

ii)

変質帯深度分布（従来の情報に基づき新たに作成）

iii) BHTV 検層結果（新たに取得したデータ）

429

③坑内温度データに基づく地層温度分布図により，作成した地熱構造モデルの妥当性の評価と流体の移動に関する考察を行った。また，貯留層シミュレーション結果との比較を行い，モデルの妥当性と相違点の検討，今後の課題の抽出を行った。

【地熱構造モデルの作成】【貯留層シミュレーション】（新しい情報）①地質断面図・各地層の物性の解釈②MT法比抵抗分布図③AE/微小地震分布図

・難透水性、低透水性、従来の自然状態貯留層

高透水性領域の推定

モデル

・流体の移動範囲の推定④気相トレーサ再湧出分布図⑤変質帯深度分布

・キャップロックの形状、下面深度の決定⑥BHTV検層結果⑦AMT法比抵抗断面図

自然状態貯留層モデル（初期モデル）の更新

・透水性によるブロック分け、（シミュレーション）

境界の推定

自然状態貯留層モデル⑧重力探査結果（最終モデル）の構築①坑井データ（逸水深度、流体流入深度、（ヒストリーマッチング）

地熱構造モデルの作成

電気検層結果等）

貯留層モデルの更新②地層温度分布図

地熱構造モデルの更新（坑井データによる）（熱水の移動を考慮）（従来の情報）第Ⅱ-3-2-5-1-1 図

地熱構造モデル作成手順フロー図

430

(2) 地質断面図，断層分布図，MT 法比抵抗分布図，AE 分布図について
今回の地熱構造モデルの更新に当たって中心的な役割を果たした分布図等について，
特筆すべき点と今後の課題を以下に述べる。

a. 地質断面図及び断層分布図
関・安達(1997)のコンセプトに基づき，論文公表以降に掘削された坑井データを考慮して作成した。
i)

地質断面図では比較的浅部の地層分布と形状が精度良く求められているため，
各種データと併せて解釈することにより，キャップロックの形状と下面深度を決定することができた。

ii)

比較的深部の領域については，熱や熱水の影響を受けやすい物性を持つ地層（流紋岩質の凝灰岩等）が主体であることを前提に各データの解釈を進めることができた。

iii) 作成した断面図と分布図はデータベースの坑井データ（地質情報）に基づくものである。重要な箇所については，カッティングスやコアの再鑑定を実施した
上で再度の見直しを実施する必要がある。

b. MT 法比抵抗分布図
本プロジェクトで取得したデータ（予防保全点検（発電所停止）中の高品質データを含む）と過去の取得データを使用した 3 次元インバージョン解析を実施し，比抵抗分布図を作成した。
i)

坑井データによる検証を行った結果，ほとんどの坑井において，電気検層結果と良くマッチングしていることが確認できた（第Ⅱ-3-2-5-1-2 図）。

ii)

以上により，各種データを併せて解釈することで，キャップロックの形状と下面深度を決定することができた。また，側方の変化が大きい深部の物性分布を把握することができた。

iii) 3 次元インバージョン解析では比較的深部に主眼を置いてメッシュとパラメータを設計しているため，地表に近い浅部については，高周波数帯域のデータを使用した 2 次元・1 次元解析結果も併用して解釈を行なう必要がある。

431

c. AE 分布図
新たに設置した坑内地震計（4 地点）と既存の地表地震計による観測データに基づ
く AE 震源を断面図上に表示した。
i)

坑内地震計により，地表地震計では確認できなかった微小な AE 信号を数多く観測することができ，震源決定可能なイベント数は約 2 倍になり，震源決定時の信頼性も向上した。

ii)

微小な AE 信号の分布域から本地域の熱水の流動域を推定することができた。
また，キャップロックの決定に際して，低比抵抗域の物性の違いを解釈する上での根拠の一つとなった。

iii) 今後，作業内容と時間変化に応じた AE データの高度解析を行ない，涵養中，
涵養停止時の熱水の移動・経路について考察を行う必要がある。

本項で作成した解釈図面は以下の通りである。
第Ⅱ-3-2-5-1-3 図

地熱構造モデル+地質図(A-A’断面)

第Ⅱ-3-2-5-1-4 図

地熱構造モデル+MT＋AE(全部)+地層温度(A-A’断面)

第Ⅱ-3-2-5-1-5 図

地熱構造モデル+地質図(B-B’断面)

第Ⅱ-3-2-5-1-6 図

地熱構造モデル+MT＋AE(全部)+地層温度(B-B’断面)

第Ⅱ-3-2-5-1-7 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験前)(A-A’断面)

第Ⅱ-3-2-5-1-8 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験中)(A-A’断面）

第Ⅱ-3-2-5-1-9 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験後，予防保全点検中)(A-A’断面)432

第Ⅱ-3-2-5-2 図

坑井データ(比抵抗検層結果)と MT 解析結果の比較

433

434

第Ⅱ-3-2-5-1-3 図 地熱構造モデル+地質図(A-A’断面)435

第Ⅱ-3-2-5-1-4 図

地熱構造モデル+MT＋AE(全部)+地層温度(A-A’断面)436

第Ⅱ-3-2-5-1-5 図 地熱構造モデル+地質図(B-B’断面)

437

第Ⅱ-3-2-5-1-6 図

地熱構造モデル+MT＋AE(全部)+地層温度(B-B’断面)

438

第Ⅱ-3-2-5-1-7 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験前)(A-A’断面)439

第Ⅱ-3-2-5-1-8 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験中)(A-A’断面）440

第Ⅱ-3-2-5-1-9 図

MT+AE 分布図(第 1 回涵養試験後，予防保全点検中)(A-A’断面)

１.２ 主な分布図とデータの解釈について（地熱構造モデル作成時の前提条件等）
地熱構造モデルの作成に際して，各種分布図・データ等の解釈における前提条件等を以下のように整理した。

(1) 当地域の地層の比抵抗値を支配する要因（MT 法，電気検層）
a. 低比抵抗帯① 泥岩層（c 層等）② 粘土化変質帯③ 熱水賦存領域④ 高温領域（上限 350℃程度）

b. 高比抵抗帯① 比較的緻密な岩体② 珪化変質帯（酸性熱水による溶脱珪化に伴い，珪化岩が形成されたケース）③ 貫入岩（安山岩～デイサイト；坑井データによる確認が必要）

c. 低比抵抗域の中の相対的な高比抵抗域（例：10Ω･m 以下の低比抵抗域に囲まれた 20Ω･m 以上の比抵抗分布域）① 変質，熱水を含む高比抵抗の母岩の存在(2) 当地域の地質と物性（比抵抗値等）（地質図，MT 法，電気検層，その他）
a. c 層物性（低比抵抗値）と地層分布がほぼ一致する。各種分布図の解釈に際しての鍵になる地層の一つである。

b. g 層，f 層（流紋岩～デイサイト質の凝灰岩が主体）
c 層に比べて相対的にやや高い比抵抗値を示す。場所によって比抵抗値にばらつきが
ある。

441

c. d 層（流紋岩質凝灰岩～凝灰角礫岩が主体）
c 層のような全領域での比抵抗値との一致はないが，物性（低比抵抗）はほぼ均一（一部ばらつきあり）で，地層分布と比抵抗値の相関がみられる。低比抵抗の要因として粘土化変質が考えられる。

d. b 層（流紋岩・デイサイトを主体とした火山砕屑岩）
熱，熱水，応力等の影響を受けている地層で，場所・深度によって物性が異なる。その影響の度合いによって，粘土化変質帯（低比抵抗），高透水性ゾーン（相対的に低比抵抗），緻密な岩体（高比抵抗）等に分かれ，物性と地層分布は一致しない。一例を以下に示す。

i) A-A’断面の南西側の低比抵抗層（標高 0m～-1,000m 付近）：
粘土化変質に伴う低比抵抗層（下面がカオリナイト帯下面）と透水性を有する地層中の熱水（難透水層下面以下での停滞・賦存）の影響による低比抵抗層が一つの低比抵抗層として表現されている可能性がある。

ii) A-A’断面北東側の高比抵抗層（標高-500m 以深）：
き裂の少ない緻密な地層の分布が考えられる。要因として，b 層を構成する流紋岩
質の火砕岩が酸性熱水により溶脱珪化し珪化岩が形成された可能性が考えられる。

(3) 当地域の AE の発生要因等
a. AE 発生領域
① 蒸気・熱水の移動による・ 圧力変化，圧力伝播により生じた既存き裂のせん断滑り
・ 既存き裂面の摩擦係数変化により生じたせん断滑り② 低温流体（涵養水）の移動による・ 熱応力き裂（Thermal Crack）の発生
・ 熱応力に起因する圧力変化，圧力伝播③ 涵養水の膨張，蒸気化による442

・ 地層の空隙圧の増加による既存き裂のせん断滑り
・ 地層の空隙圧の増加によるき裂発生（涵養水が予防保全点検（生産停止）時の温度回復によって膨張，蒸気化し，移動を制限された状態で，地層の空隙圧を増加させ，き裂を生じさせた。
）

b. AE が発生しにくい領域① 透水性が非常に高い領域② 難透水性（透水性が極めて低い）領域（例：10 Ω･m 以下の低比抵抗層，粘土化変質帯，泥岩層等に対応）③ 緻密で既存き裂を含まない岩体

c. 注水中との AE 発生領域の違いの要因について① 涵養水（低温流体）の移動・降下に伴い熱応力に起因する既存き裂の滑り，き裂の初生が起こったケースが多いと考えられる。
② 予防保全点検（生産停止）時：涵養水が予防保全点検（生産停止）時の温度回復によって膨張，蒸気化し，移動を制限された状態で，地層の空隙圧を増加させ，き裂を生じさせたケースを含むと考えられる。
③ 次年度実施予定の震源メカニズム解導出，クラスタリング解析，地震統計学的解析等によって検討する。

１.３ 地熱構造モデル
今後の詳細検討と貯留層シミュレーションの精度向上を念頭において，キャップロック，
地熱貯留層（生産ゾーン）と周辺領域を含む各ブロックの透水性に主眼をおいた地熱構造モ
デルを作成した。モデル作成に当たっては，特に，キャップロック（難透水性ゾーン）の形
状の精度向上，地熱貯留層周辺の低・難透水性ゾーンの形状と物性的な境界の把握に留意した。

(1) A-A’断面
本断面は断層 G 帯（断層 F，G 断層，断層 H），断層 D にほぼ直交し，涵養井（14JNR1）の坑口，D サイト，K サイトの近傍を通過するように設定されている。本断面作成

443

の根拠となった情報，解釈と議論のポイントについて，その概要を以下に記載する（第Ⅱ-3-2-5-1-3 図，第Ⅱ-3-2-5-1-4 図）。

a. 地熱貯留層（生産ゾーン）上部のキャップロックi)

キャッブロックの形状と下面深度は地質断面図，MT 法による比抵抗分布，AE
分布，カオリナイト変質帯下面深度，坑井データに基づいて決定した。キャップロックは概ね 10 Ω･m 以下の低比抵抗値を示し，地層温度（坑井データより推定）の 150～160℃前後の等温線，坑井の逸水深度の上限，AE 発生域の上限付近と良く一致する。

ii)

キャップロックは，c 層の泥岩及び粘土化変質帯，d 層及び b 層（凝灰岩，流紋岩，デイサイト等が主体）中の粘土化変質帯により構成される難透水性層で，図中のブロック「⑥，⑦，⑧，⑨」に相当する。層厚は 300～500m 程度である（河川 4 の直下のキャップロックの下面深度は地表下 800m 前後である）。

iii) 図中のブロック「⑦」については，比抵抗分布（10 Ω･m 以上の領域が続く）と地層温度分布から，一部において透水性を維持している可能性が考えられる。
iv) キャップロックの上面については，d 層の上面付近と考えられるが，現時点では特定することができていない（MT 法の高周波数領域の解析，坑井データの見直しが必要である）。

b. キャップロック直下の低比抵抗帯i)MT 法の低比抵抗帯（概ね 10 Ω･m 以下）でキャップロックと一致していない部分（図中ブロック「②」）はカオリナイト変質帯下面以深に位置する。坑井
データと AE 分布により，透水性を維持し，熱水の移動があると考えられることから，キャップロックの下の高温熱水の賦存域を反映していると考えられる。
（一部で，変質が進んでいる可能性があるが，熱水の移動を遮断する程度までには至っていない。
）

ii)

キャップロックにはならない領域であるので，シミュレーションの実施において留意すべき領域である（ここをキャップロックに含めると，シミュレーシ
ョンにおける誤差の要因となる）。

444

c. 地熱貯留層（生産ゾーン）i)

本地域の地熱貯留層（生産ゾーン）は，上述のキャップロックの下部，図中にブロック「①」と表示した高透水性ゾーンと高温域の中に存在する。

ii)

熱源の存在と高温熱水の移動について，MT 法の比抵抗分布，地層温度分布，
AE 分布，トレーサ分布より以下のように推定した。

iii) 熱源は断層 G，断層 H 付近の深部に存在する。
iv) 断層 G 及び断層 H は周辺の断層，地層に比べてより高い透水性を有し，深部
では，高温熱水の多くがこの断層を通じて上昇する。
v)

標高-2,000m 前後以浅の熱水の側方への移動については，断層 G 帯，断層 Dに沿った北西－南東方向を優先的に移動する傾向が見られる（ただし，今後のAE 分布図の整理とシミュレーションの結果を待って再検討が必要である）。

vi) 熱水の北東方向への移動は，断層 D の北東側にある岩石物性の境界付近でほぼ遮断されていると考えられる（後述）。西側については，断層 G の南西側の低透水性ゾーンには熱水が流れにくくなっていると考えられる。

d. 断層 D の北東側の領域についてi)

断層 D の北東側に位置する低・難透水性ゾーン（ブロック「⑤」）によって，
生産ゾーンであるブロック「①」と還元ゾーンを含むブロック「⑩」との間の流体の移動はほぼ遮断されている可能性が考えられる。

ii)

ブロック「⑤」の存在は，AE 分布図，MT 法の比抵抗分布，温度分布図から裏付けられる。AE 発生の密集域（注水中，注水終了後）はブロック「①」の中に分布し，AE 分布の粗密の不連続帯（平面）の方向は断層 D（北西-南東）の方向とほぼ一致する。

iii) 難透水性ゾーンのブロック「⑤」の物性はキャップロックとは異なり，周辺の岩体に比べて高比抵抗を示す。
iv) ブロック「⑤」の標高-1,500m 前後以浅は主に b 層に対応する（b 層（流紋岩・デイサイトの火砕岩，火山砕屑岩）の物性が熱と熱水の移動の影響を受けやすい）。この領域を通過する坑井により珪化岩（珪化流紋岩，珪化安山岩）の存在が確認されていることから，高比抵抗域は珪化岩の存在を反映しており，周445

辺に比べてより緻密な岩体が分布していると考えられる（珪化岩の形成の要因として，酸性熱水による流紋岩の溶脱珪化が考えられる）。
v)

地層温度の分布からも，ブロック「⑤」が，熱水の移動を遮断（または制限）
していることが読み取れる。シミュレーションの実施に際して留意すべき領域で，緻密な岩体（難透水性）の物性と分布域を十分に考慮することが重要である。

(2) B-B’断面図
本断面は断層 H に沿って設定されている。本断面作成の根拠となった情報，解釈と議論のポイントについて，その概要を以下に記載する（第Ⅱ-3-2-5-1-5 図，第Ⅱ-3-2-5-1-6図）。なお，A-A’断面に記載した内容と重複する点は割愛する。

a. 地熱貯留層（生産ゾーン）上部のキャップロック
A-A’断面と同様，10 Ω･m 以下の低比抵抗値を示し，その下面はカオリナイト変質帯の下面，地層温度（坑井データより推定）の 150℃前後の等温線，坑井の逸水深度の上
限，AE 発生域の上限付近と良く一致する。

b. キャップロック直下の低比抵抗帯
図中ブロック「②」）に相当し，キャップロックの下の高温熱水の賦存域を反映していると考えられる領域である。
A-A’断面と比較して，領域が広い（側方に広がっている）。熱水が断層 G 帯に沿った方向を優先的に移動していることを反映していると考えられる。

c. 地熱貯留層（生産ゾーン）
断層 H に沿って設定されているため，A-A’断面と比較して物性やデータ間のコント
ラストは少ないが，断層 G 群と直交する推定断層 1（今回新たに追加）付近を境に透水性が変化しており，推定断層 1 の北西側がより高い透水性を有する（南東側は北西側に比べて相対的に透水性が低い）と考えられる（推定断層 1 を境にして地層温度の分布形状が変化し，AE の震源分布が異なっている）。
この断面においては，断層 H と上述の推定断層 1 が直交する領域が高い透水性を有446している可能性がある（推定断層 1 を介して，断層 H と断層 G 間の熱水・蒸気が移動している可能性が考えられる）。

d. 高透水性と低透水性地層が混在する領域
図中のブロック「⑪」と「⑫」については，坑井のデータが限られているが，MT 法の比抵抗分布，地層温度分布，一部の坑井データより，高透水性地層と低透水性地層が混在する領域と考えられる。
ブロック「⑪」については，少なくとも河川 5 と交差する付近。キャップロックの下部（層厚 500m 程度）までの深度では，高透水ゾーンを含んでおり，ブロック「①」からの熱水の移動は遮断されていない可能性が考えられる。

(3) 平面図（標高-1,000m）
標高-1,000m の MT 法の比抵抗分布図，AE 分布図，地層温度分布図を用い，A-A’断面及び B-B’断面の地熱構造モデルと整合するように作成した。本断面作成の根拠となった情報，解釈と議論のポイントについて，その概要を以下に記載する。なお，A-A’断
面と B-B’断面に記載した内容と重複する点は割愛する。

a. 熱源と熱水の移動
熱源の中心は断層 G 帯と上述の推定断層 1 が交差する付近の深部に存在すると考えられる。
熱水の大凡の移動の傾向として，ブロック「①」の北西側では断層 G 帯の方向が優勢，ブロック「①」の南東側では，ほぼ東西方向が優勢と考えられる。北西側は透水性が高いため AE 発生が少なく，AE 分布からは傾向を特定することができない。
ブロック「①」として一つに表現したが，推定断層 1 を境にして透水性が大きく変わると考えられるので，今後坑井データを用いた透水性分布の詳細の検討が必要である。
また，貯留層シミュレーション結果と坑井データに基づく解釈を加えて，熱水の移動状
況を把握する必要がある。

b. 地熱貯留層（生産ゾーン）の周辺の領域
ブロック「⑤」は難透水性ゾーンであり，ブロック「①」との間の流体の移動はほぼ

447

遮断されていると考えられる。ただし，境界の全域においては遮断されておらず，境界の側面で流体が移動している可能性も考えられる。
ブロック「⑪」は低透水性層と高透水性層が混在する領域である。ブロック「①」からの熱水の一部が断層 B を超えて，ブロック「⑪」に移動している可能性が考えられる。

(4) 地層温度分布との関係
地層温度の支配要因の把握と地熱構造モデルの妥当性の評価を目的として，モデルと地層温度分布（坑井データに基づいて作成）との比較を行った（第Ⅱ-3-2-5-1-4 図，第Ⅱ-3-2-5-1-6 図）。
地熱構造モデルとの比較により，本地域の地層温度は，高透水性ゾーンは高温熱水の移動，難透水性ゾーンは熱伝導に大きく支配されていることが分かる。地層温度分布は地熱構造モデルの各ブロックの物性の特徴を良く反映しており，例として，地層温度と各ブロックの間に以下のような関係が見られる。

i)

キャップロック（難透水性ゾーン）の下面深度は 150℃前後の等温線とほぼ一致する（キャップロックの形状と等温線分布は良く整合している）。

ii)

高透水性ゾーン（ブロック「①」）と北東部の難透水性ゾーン（ブロック「⑤」）との境界付近において地層温度分布が急激に変化している。熱水の移動による温度変化が境界付近で停止している（熱伝導型に変化している）ことを反映していると考えられる。
（ブロック「⑤」の深部はもう少し狭くなっている可能性もある。
）

iii) ブロック「④」「⑪」「⑫」は高透水性ゾーンと低透水性ゾーンが混在すると考えられる領域である。ブロック「①」との境界付近の温度分布はこれらの領域
が熱水の移動と熱伝導の両方に支配されていることを示していると考えらえる（ブロック「⑪」は標高-1,000m 前後以浅が透水性ゾーン，それ以深が難透水性ゾーンになっている可能性が考えられる）。

１.４ AE 分布図途中結果（涵養試験中，試験後のデータ）について
涵養試験中と涵養試験後（予防保全点検（生産停止）中）の AE 分布の傾向が異なってお448

り，A-A’断面の分布図に以下のような傾向が見られる。次年度 AE の追加解析と詳細検討を実施する予定であるが，参考情報として以下の点を記載しておく。
a. 涵養試験中（第 1 回）・ 難透水性と考えられる領域（例：10 Ω･m 以下の低比抵抗域，200 Ω･m 以上の高比抵抗域）と透水性の高い領域では，AE の発生件数は少ない。
・ 数 10 Ω･m～200 Ω･m 程度の相対的な高比抵抗（高密度，高速度）域でより多くの AE が発生している。
・ AE が多く発生する領域と透水性の高い領域が涵養水の通過する領域に相当している可能性がある（2 つの領域を合せると，涵養井の深度 1,300～1,400m 以深に相当し，台形または長方形に近い形状になる）。
・ 以上により，この段階での AE の主な発生要因として，低温流体（涵養水）の移動による熱応力き裂，熱応力に起因する圧力変化・圧力伝播を反映していると考えられる。

b. 涵養試験後（予防保全点検（生産停止）中）・ 透水性の高い領域でより多くの AE が発生し，数 10 Ω･m～200 Ω･m 程度の相対的な高比抵抗域での AE 発生数は少ない。
・ 透水性の高い領域でより多くの AE が発生していることについて，上記の涵養試
験中の分布とは傾向が逆である。
・ 以上により，この段階での AE の主な発生要因として，以下のいずれかのケースを反映していると考えられる。
[1] 熱水・蒸気の移動による：圧力変化・圧力伝播により生じた既存亀裂のせん断
滑り，既存き裂面の摩擦係数変化により生じたせん断滑り[2]

涵養水の膨張，蒸気化による：地層の空隙圧の増加に伴う既存き裂のせん断
滑り，き裂発生449

２. 貯留層モデルの更新
前述の地熱構造モデルの更新において詳細な地熱流体の流動経路の推定を行った結果，貯留層モデルで推定したキャップロックの下面形状の一部に不一致があることが明らかになったため，3 次元自然状態モデルの見直しを行った。

２.１ モデルの概要
数値モデルの水平方向の計算領域は，これまでの数値モデルと同様に地熱流体の生産域
および西山温泉を含む北東－南西方向 10km，南東－北西方向 8km とした。鉛直方向の計
算領域は標高-2,700m～250m であったが，今回のシミュレーションでは超臨界となる深部領域を含む標高-4,000m～250m に設定した。計算ブロック間隔は，生産井の密集した生産域および西山温泉近傍は 100m×100m×200m，その周囲は端に行くほど大きくなるように分割し，30 (X: 南西-北東)×27 (Y: 南東-北西)×20 (Z) ＝16,200 個のブロックを作成した
第Ⅱ-3-2-5-2-1 図，第Ⅱ-3-2-5-2-2 図）。流体ソースは，標高-4,000m 直下の X 方向：2,800m～4,700m，Y 方向：1,800m～4,300m に温度 415～445℃の範囲で設定し，全体の流体量は87.15kg/sec とした（第Ⅱ-3-2-5-2-3 図）。温度境界条件は初期モデルの最下ブロックの温度を維持するように設定したが，その他は随時変化するように設定した。昨年度のシミュレー
ションでは，MT 法から得られた比抵抗構造で標高-1,500m 以上に位置する 10Ω･m 以下の場所をキャップロックとして設定したが，今回のシミュレーションでは地熱構造モデルを考慮して，キャップロックは 150℃以下の場所に限定した。自然状態の最適モデルは計算開始から 10,000 年後の結果を採用した。

２.２ 自然状態シミュレーション結果
自然状態シミュレーションの結果得られた最適モデルのうち代表的なものを第Ⅱ-3-2-52-4 図および第Ⅱ-3-2-5-2-5 図に示す。結果の図を見ると最適モデルは温度のマッチングで極めて良いことがわかる。昨年度のシミュレーション結果では，キャップロック下面付近の
標高-1,000m でのマッチングが悪かったが，本年度の最適モデルでは大幅にマッチングが良くなっている。これは地熱構造モデルを考慮してキャップロック形状を見直した成果といえる。また圧力の結果について見てみると，昨年度のシミュレーション結果では全体的に約 5MPa 大きくなっていたが，今年度の最適モデルではキャップロック上部のところでは
5MPa 程度の差があるものの，フィードポイントがある深部領域で大幅にマッチングが向450上した。この結果をヒストリーマッチングシミュレーションに用いた場合，フィードポイン
トでフラッシュが起こりやすくなるため，ヒストリーマッチングシミュレーションに於いてもモデル向上が期待される。

第Ⅱ-3-2-5-2-1 図

3 次元貯留層シミュレーションのグリット配置451

第Ⅱ-3-2-5-2-2 図

第Ⅱ-3-2-5-2-3 図

3 次元貯留層シミュレーションに用いたグリットの全体イメージ

3 次元貯留層シミュレーションで設定した Mass Source の水平分布図

カラー部分が Mass Source の位置と温度を示している（温度範囲は 400～430℃）。

452

第Ⅱ-3-2-5-2-4 図

3 次元貯留層シミュレーションの結果得られた自然状態の温度・圧力の NE-SW 断面図(Y-grid=10)

上図は温度分布，下図は圧力分布を示す。図中のカラーコンターならびに黒実線はシミュレーシ
ョンから得られたモデルの結果，白点線は観測に基づく予測分布を示それぞれ示す。

453

第Ⅱ-3-2-5-2-5 図

3 次元貯留層シミュレーションの結果得られた自然状態の温度・圧力の NE-SW 断面図(Y-grid=22)

上図は温度分布，下図は圧力分布を示す。図中のカラーコンターならびに黒実線はシミュレーシ
ョンから得られたモデルの結果，白点線は観測に基づく予測分布を示それぞれ示す。

454

３. 涵養井と他坑井の干渉
３.１ 経過と要因を特定するための情報の整理(1) 地質情報の更新
第Ⅱ-3-2-5 章 1 項において地質構造モデルの更新を行ったが，その中では，涵養井が通過する断層について，以下のように考えている。
a. 断層 G 及び断層 H
複数の坑井において，フィードポイント及び逸水深度によって確認された複数のき裂が存在する透水性の高い断層である。

b. 推定断層 1
断層 G 群とほぼ直交する断層で，今回新たに記載した。複数の坑井においてフィードポイント及び逸水深度によって確認されている断層である。平成 25 年度に実施したトレーサ試験（Well 12 よりトレーサを注入）においても，高い透水性を有し，透水性の面で断層 G 群とつながっていることが確認されている。

c. 断層 I
透水性の面で断層 G 及び断層 H とつながっているかは不明である。透水性は，全般に断層 G，断層 H に比べて低い可能性が考えられる。

(2) 涵養井のき裂評価，断層，Well 8 との位置関係の整理
a. 涵養井のき裂評価，断層との位置関係
涵養井の掘削状況（逸水，ドリリングブレーク），坑井検層データ（PTS 検層，電気検層，音波検層等）に基づいてき裂の評価を行ない，各断層との位置関係を以下のように考察した（第Ⅱ-3-2-5-3-6 図）。
① 深度 1,271m：断層 G 通過（根拠データ：全量逸水深度，PTS 検層，坑跡と断層の位置関係）② 深度 1,418m：推定断層 1（断層 G 群とほぼ直交）通過（根拠データ：ドリリン
グブレーク，電気検層，音波検層，PTS 検層，坑跡と断層の位置関係）③ 深度 1,600m 付近：断層 I 付近通過（根拠データ：PTS 検層，電気検層）

455

④ 以下の深度で断層 H（複数のき裂が平行して存在）を通過
i)

深度 1,830m（根拠データ：ドリリングブレーク，PTS 検層，坑跡と断層の
位置関係）

ii)

深度 1,890m（根拠データ：PTS 検層，電気検層，音波検層，坑跡と断層の位置関係）iii) 深度 1,926m（根拠データ：全量逸水，電気検層，PTS 検層，坑跡と断層の位置関係）
iv) 深度 1,980m（根拠データ：電気検層，PTS 検層，音波検層，坑跡と断層の
位置関係）
v)

深度 2,034m（根拠データ：ドリリングブレーク，PTS 検層，電気検層，音波検層，坑跡と断層の位置関係）

b. Well 8 と各断層の位置関係
Well 8 の坑井情報（フィードポイント，流出量）により，各断層との位置関係を以下のように整理した。
① 以下の深度で断層 H（複数のき裂が平行して存在）を通過
i)

深度 1,534m（流出量：全体の 65%）

ii)

深度 1,873m（流出量：全体の 11%）iii) 深度 1,893m（流出量：全体の 5%）iv) 深度 2,041m（流出量：全体の 11%）② 深度 1,873m で推定断層 1（複数のき裂が平行して存在）と上述の断層 H を通
過

456

457

2100.26ｍ

7"slit

2200

2100

2000

第Ⅱ-3-2-5-3-6 図⇒流体流出点2,040m(5%)

ﾄﾞﾘﾘﾝｸﾞﾌﾞﾚｰｸ

流体流出点1,980m(2%)

全量逸水@1,926m

流体流出点1,880m(93%)

涵養注水
PTS検層

涵養井の掘削状況と検層結果の例

2200

2100

2000

1900

5

6

7

8

●

9 10 11 12

1

2200

2100

2000

1900

1800

ﾄﾞﾘﾘﾝｸﾞﾌﾞﾚｰｸ@1,830m

1800

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

1800

4

250

H27

TEMPERATURE [deg.C]
50 100 150 200

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

0

2

50

3

4

5

6

7

8

H28
9 10 11 12

TEMPERATURE [deg.C]
100 150 200 250 300

H27.6.5 注水中PTS検層(50t/h) H27.6.11 静止時PTS検層(ST=17hr)

1700

流体流出点1671m

流体流出点1617m

12-1/4坑掘削後、裸坑時検層で判明

ﾄﾞﾘﾘﾝｸﾞﾌﾞﾚｰｸ@1,418m

全量逸水@1,271m

DEPTH [m]

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

1880.54ｍ 1900

9-5/8"CSG

1814m

5-1/2"TBG

997.32ｍ

13-3/8"CSG

900

800

電気検層、音波検層

掘削直後（裸坑時）

DEPTH [m]３.２ Well 8 の生産障害の経過と要因について
本章では，涵養井，周辺既存坑井の各種データと前章で整理した情報等を用いて，涵養井と Well 8 の干渉と生産障害の発生時期，経過及び要因等に関する考察を行なった。Well 8の干渉の経過と要因を(1)に記載し，その要因に関する考察を(2)に述べる。また，Well 8 以
外の坑井への干渉の可能性について(3)に記載する。

(1) Well 8 の干渉と生産障害の経過及び要因の概要
涵養試験の開始後，注水による干渉の影響と考えられる生産障害が Well 8 において顕在化した。生産障害につながる干渉問題の引き金となった要因は，涵養注水に伴う熱衝撃（急冷）による涵養井のケーシングセメントの破断（導通）で，これによりケーシングの裏面を移動した涵養水が透水性の高いき裂を通じて Well 8 に侵入し，干渉が始まったと考えられる。干渉と生産障害の経過と要因等の概要を以下に列挙する。

a. 涵養井のケーシングセメントの破断（第 1 回涵養試験開始時）
掘削直後の段階では，注水試験において，深度 1,930m 以深への全量注入が確認されているため，ケーシングセメントの破断（導通）は発生していないと考えられるが，第2 回涵養試験中止後に実施した RCBL 検層により，セメントの分布密度が不均一であること（破断（導通）により流体の移動を遮断できないこと）が示されている（第Ⅱ3-2-5-3-7 図）。
ケーシングセメントの破断（導通）は，第 1 回涵養試験開始直後に発生したと考えら
れ，要因として以下の点が考えられる。
掘削直後の段階でもセメンチングの良好な区間が限定的であったこと（RCBL 検層による）。
① 河川水の注水による熱衝撃（急冷）に伴うセメンチングの接着強度の低下とケーシングの伸縮による引張り応力の発生（温度回復後の温度検層結果と河川水降下時の推定温度による）② ケーシングの引張り応力がセメンチング区間全体の接着強度を越えたこと（上述の①，②による）458

b. ケーシングの裏面の河川水の移動と浅部き裂への侵入（第 1 回涵養試験実施中）
セメントの破断（導通）発生後，比較的短時間で，涵養水の移動可能範囲は 9-5/8”ケーシングの最上部まで達したと考えられる。注入した河川水の多くは 9-5/8”ケーシング
シュー以浅に侵入し，一部は深度 1,418m，1,271m のき裂から断層に侵入したと考えられる。その理由を以下に述べる。
① 涵養試験開始直後の PTS 検層において，9 割以上の流体が 9-5/8”ケーシング最下部（1,880m）から注入していることが確認されたこと。
② 涵養試験開始 5 日後の注水中 PTS 検層，11 日後の静止時の PTS 検層において，浅部からの流体侵入の可能性を示す温度変化が観測されたこと。
③ 涵養試験開始直後のトレーサ試験（涵養井から注入）において，Well 1 及び Well
2 への早い段階の回帰が確認されたこと（Well 1，Well 2 のフィードポイントは
涵養井の深度 1,271m と交差する断層 G の近傍に位置している）。
④ 涵養試験開始直後より AE が観測されており，深度 1,300～1,400m 以深に多数の AE が発生していること（第Ⅱ-3-2-5-3-7 図）。涵養試験初期段階における AE
発生要因として，低温流体（涵養水）の移動による熱応力き裂（Thermal Crack）の発生，微小な岩盤き裂の発生，微小な圧力変化，圧力伝播等が考えられる。

c. Well 8 への干渉の開始（第 1 回涵養試験実施中）
涵養井の深度 1,418m から推定断層 1 に侵入した河川水が，Well 8 のフィードポイ
ントに到達した可能性が考えられる。Well 8 の主要なフィードポイントはいずれも侵入点（涵養井の深度 1,418m）以深にあり，推定断層 1 と断層 H を経由しての侵入点とWell 8 の 1,534m フィードポイントの最短距離は約 269m，推定断層 1 を経由しての侵入点と 1,873m のフィードポイントの最短距離は約 470m である。
なお，涵養井の深度 1,617m，1,671m のき裂と Well 8 の 1,534m のフィードポイントの直線距離はそれぞれ約 130m，158m であるが（第Ⅱ-3-2-5-3-10 図），この時点において，この間の導通は発生していないと考えられる。

d. Well 8 への干渉開始後の状況（第 1 回涵養試験実施中）
以上により第 1 回の涵養試験中に干渉は始まっていたと考えられる。この段階で，生産障害と過熱度の変化が顕在化しなかった理由として，涵養水の経路（涵養井のケー459

シングの裏面，侵入点，断層）の導通の程度（涵養水の侵入量）が比較的小さく，途中の増加もなかったため，貯留層の能力と蒸気生産に影響を及ぼさなかったことが考えられる。
これを支持する情報として，第 1 回の涵養試験中は涵養井の坑内圧力が一定の割合で増加していることがあげられ，涵養井の坑口と他坑井のき裂との間の透水性は変化しておらず，干渉（涵養水の侵入）の程度は変化していないことが示されている。

e. Well 8 への干渉開始後の状況（第 1 回涵養試験後，第 2 回涵養試験時）
この段階では，地下に滞留していた涵養水の移動により，干渉が進行していた可能性が考えられる。第 2 回涵養試験開始の段階では，生産障害は顕在化していないが，過熱度の低下が確認されており，涵養水が継続的に Well-8 に侵入していたと考えられる。
後述する透水性の変化が，この時点で発生したかどうかは不明である（第Ⅱ-3-2-5-3-8
図）。

f. 第 2 回涵養試験における生産障害の顕在化（第 2 回涵養試験実施中）予防保全点検後の第 2 回涵養試験において，試験開始後約 1 カ月の段階で，生産障害が顕在化した。この要因として，涵養水の経路（涵養水の注水ポイント・ケーシングの裏面・き裂（流出点），断層，Well 8 のき裂（流入点））のいずれかの場所の透水性が増加し，より多くの涵養水が Well 8 に侵入し，これにより貯留層の温度と圧力が低下
し，生産障害が発生したことが考えられる。これを裏付けるデータとして，涵養水の経路の透水性の増加を示す涵養井の坑内圧力の変化が確認されている（第Ⅱ-3-2-5-3-9図）。
透水性の増加の要因の可能性として，i) 予防保全点検（生産停止）時の温度回復による涵養水の膨張，蒸気化（移動を制限された膨張した涵養水が地層の空隙圧を増加），
ii) 温度回復後の涵養水注入に伴う熱衝撃（急冷）による熱応力き裂の発生等の現象が考えられる。
また，透水性が増加した可能性がある場所として，i) ケーシングセメント（破断の進行），ii) 推定断層 1，iii)断層 H，iv) 涵養井のき裂と Well 8 のフィードポイントの間（涵養水が移動する経路ができたこと）の 4 ケースが考えられる。今後詳細の検討を進めるが，現時点では，iv) の可能性が高いと考えられる。その理由を以下に述べる。

460

① i)，ii)，iii) は生産障害が発生する前から高い透水性を有していたと考えられること。
② 涵養井のき裂と Well 8 のフィードポイントの距離が近いこと（例として，深度1,617m，1,671m 付近のき裂と Well 8 のフィードポイント（1,534m）の間の直線距離が 130m，158m である）。
第 2 回の涵養試験中止後，予防保全点検時に上記の領域で，AE が発生していること（涵養井のき裂から侵入した涵養水が，予防保全点検（生産停止）時の温度回復によって膨張・フラッシュし，移動を制限された状況で地層の空隙圧を増加し，き裂を生じさせた可能性が考えられること）。

g. Well 8 の生産障害の顕在化後の現象（第 2 回涵養試験実施中，中止後）
Well 8 の生産障害が顕在化した後の現象として，蒸気生産の自然停止，再開があげられる。この要因として，以下のような現象が発生している可能性が考えられる。
① フィードポイントを通じて貯留層に侵入した涵養水が貯留層の温度と圧力を低下させ蒸気生産の自然停止に至った。
② 貯留層に侵入した涵養水が，貯留層内の温度回復によって高温蒸気となり，蒸気生産が再開した。
③ 温度回復による涵養水（既に貯留層内に侵入し滞留）の蒸気化の度合いと新たに周辺から侵入した涵養水による冷却の度合いのバランスによって，蒸気生産が不安定となった。
④ 周辺からの涵養水の侵入は，第 2 回の涵養試験停止後もしばらく続き，蒸気生
産が不安定となる状況が発生した。この時点での生産の不安定化と停止の要因として，上記の点に加えて，岩塩及びアモルファスシリカが貯留層内に滞留した
涵養水に溶出し，Well 8 再噴気後に坑井近傍もしくは坑内で再析出して坑内が閉塞されたことが考えられる。

461

第Ⅱ-3-2-5-3-7 図

462

RCBL 検層結果

463

第Ⅱ-3-2-5-3-8 図 涵養井の PT モニタリング結果

464

第Ⅱ-3-2-5-3-9 図 涵養井の状況及び蒸気・熱水生産量

第Ⅱ-3-2-5-3-10 図涵養井(14JN-R1)と Well 8 の位置関係（涵養井方向の断面図）

465

466

第Ⅱ-3-2-5-3-11 図 AE 震源分布断面図(平成 27 年 7 月；第 1 回涵養試験時)

４. 涵養による効果
４.１ 涵養に伴う効果の推定(1) Well 8 の蒸気生産履歴から推定した蒸気増産効果
第Ⅱ-3-2-5-4-1 図に Well 8 のこれまでの生産履歴を示す。涵養期間前の 5 年間程度は蒸気生産量が 14t/h 程度で安定していたが，涵養期間後は暫くの間およそ 43%増加し20t/h 程度の生産が続いていた。この蒸気量の増加は，予防保全点検による長期（2.5 ヶ月程度）の生産停止に伴う貯留層圧力回復（上昇）の影響もあると考えられるが，過去の点検等に伴う生産停止後の Well 8 の減衰カーブと比較しても，涵養開始後に行われた予防保全点検後の減衰カーブをカーブフィッティングにより外挿すると，涵養前に比べて涵養後の生産量はやはり約 43%程度増加している（第Ⅱ-3-2-5-4-2 図）。これは，生産
蒸気の約 30%が涵養水の沸騰によりもたらされた可能性を示すと考えられる。
後述する NCG 濃度変化などから推定した涵養効果なども勘案すると，この蒸気量増
加には涵養効果が大きく寄与していたものと考えられる。

60

50

予防保全点検による長期生産停止に伴う貯留層圧力上昇など
他の要因も考えられるが、トレーサやNCG濃度変化など（後述）を勘案すると、涵養効果が大きく寄与していると考えられる。

蒸気流量[t/h]40

涵養期間（予防保全点検に伴う停止含む）30（約30%上昇）約20t/h20

約14t/h10
涵養開始 中断

0
02/1 03/1 04/1 04/12 06/1 07/1 08/1 08/12 10/1 11/1 12/1 12/12 14/1 15/1 16/1 16/12 18/1
DATE

第Ⅱ-3-2-5-4-1 図

Well 8 の生産履歴から推定される蒸気増産効果

467

第Ⅱ-3-2-5-4-2 図

点検に伴う生産停止後の減衰カーブの比較（Well 8）(2) マルチトレーサ試験から推定した蒸気増産効果
a. 概要
平成 27 年度には涵養井 14JN-R1 にマルチトレーサ（気相トレーサ，二相トレーサ）を投入し，断層 G 系の生産井を中心とした 13 本の生産井でトレーサの再湧出カーブの観測を行った。
トレーサの分析及び解析の結果，本涵養試験では貯留層はシングル沸騰モデルと見なすことが出来ると考えられ，また，同モデルを仮定した場合の涵養水の沸騰割合を計算した。ここでは，同計算結果を基に，涵養が各生産井に与えた蒸気増産効果について検討した。

b. マルチトレーサ試験結果から推定される沸騰モデルと沸騰割合
第Ⅱ-3-2-5-4-1 表に平成 27 年度の PDMCH（気相トレーサ）TFEA（二相トレーサ）の坑井毎の回収率を示す。各トレーサの再湧出カーブから，沸騰モデルとしてはシン
グル沸騰モデルが適切であるとされる（第Ⅱ-3-2-5-4-3 図）。
第Ⅱ-3-2-5-4-3 図ではシングル沸騰モデルを仮定した場合の TFEA 回収率と涵養水の沸騰割合（蒸気として生産井に戻ってきた割合）の関係を示している。今回の試験
では，TFEA の回収率は観測対象井全体で 5.5%となっている。これに対し，TFEA 回
収率から計算される涵養水の沸騰割合は 3%となる。

468

第Ⅱ-3-2-5-4-1 表

H27 年度マルチトレーサ試験結果（各坑井のトレーサ回収率）

PDMCH
TFEA
坑井番号 再湧出ピーク 回収率 再湧出ピーク 回収率
Well（日）
（％）
（日）
（％）
1
13 0.1118%
61 0.0004%
2
13 0.0872%
0.0085%3
5 0.0528%
0.0071%
4
17 0.0307%
5
25 1.2835%
12 0.7774%
639 0.3159%
0.0826%8
17 5.0447%
12 4.5316%
90.0661%11
26 0.0056%
13
47 0.0034%
17
175 0.0764%
60 0.0577%
230.0004%合計（208日間）

第Ⅱ-3-2-5-4-3 図

7.10%

5.50%

シングル沸騰モデルのトレーサ濃度比

上図：再湧出カーブの TFEA と PDMCH の濃度比
下図：各トレーサの蒸気割合とトレーサ溶解度の比較

469

c. 各坑井毎の涵養水の寄与率
平成 27 年度の涵養試験では，14JN-R1 への注水量は積算で約 167,376 t となっている。トレーサ試験で推定された沸騰割合は 3%なので，5,021.3 t となる。
これを第Ⅱ-3-2-5-4-4 図で示した TFEA 回収率と蒸気化割合の関係から坑井毎に割り当てると，第Ⅱ-3-2-5-4-2 表の様になる。Well 8 は TFEA の回収率が最も多く4.5%となるので，沸騰割合も 2.49%となる。沸騰割合は涵養量に対する割合となる
ため，Well 8 では積算で 4,165 t の涵養水が蒸気となって生産されたと推定される。
第Ⅱ-3-2-5-4-2 表では，同様に他の坑井についても沸騰割合を計算した。
第Ⅱ-3-2-5-4-2 表では涵養期間の各生産井の蒸気生産量も示した。ここで，各生産井で計算した沸騰割合から推定した蒸気量が，各生産井の増加分（ここでは涵養しな
かった場合に対する蒸気の増加分）とであると仮定すると，最も涵養効果が高いと考えられる Well 8 で 7.6%程度の蒸気増産効果があると計算される。

第Ⅱ-3-2-5-4-4 図

TFEA のトレーサ回収率と涵養水の沸騰割合の比較

470

第Ⅱ-3-2-5-4-2 表

TFEA 回帰率から推定した涵養効果2015 6/3- 2015 12/27
Well-

積算生産蒸気量[t]積算注水量[t]

TFEA回帰率[%] 沸騰割合[%]

167,376

注水量中の沸騰分[t] 蒸気量に対する割合[%]

Well-163181

0.00040.00020.37

0.0006

Well-252,7870.00850.00477.81

0.0148Well-3

12,6260.00710.00396.53

0.0517

36P

53,1360.77740.4269714.541.3447

Well-546,4060.08260.045475.92

0.1636

34P

54,7664.53162.4885

4,165.19

7.605435P

54,4410.05770.031753.03

0.0974

断層H

166,934

5.4

3.0

4,962.2

3.0(3) 蒸気中の NCG ガス濃度の推移
第Ⅱ-3-2-5-4-5 図～第Ⅱ-3-2-5-4-8 図第Ⅱ-3-2-5-4-8 図に断層 H の生産井（Well-3，
Well-5，Well-6，Well-8）の蒸気中に含まれる NCG の変化を示す。
涵養水が沸騰して蒸気として生産井に供給される場合，NCG が低下する事が期待できる。Well 3 と Well 6 については，涵養と関連した応答は見られない。一方，過去の定期検査後の再噴気の際の減衰トレンドや，トレーサ試験結果や，地化学成分や同位体成分などの検討から，明瞭に涵養の影響（効果）を最も受けていると考えられる生産井は Well 8 であるが，涵養と NCG 濃度の変化の相関性が見られる。
第Ⅱ-3-2-5-4-8 図では，涵養開始後（2015 年 6 月頭）から涵養停止（2015 年 12 月末）までの期間で NCG 濃度が下がり，涵養停止後（2016 年 1 月以降）は NCG が上昇している。NCG 濃度は涵養開始前で 8.9wt%であるが，涵養開始後の予防保安点検
直前で 7wt%程度まで下がっている。更に，2015 年 12 月末は NCG が 5wt%程度まで下がっている。また，トレーサ試験で Well 8 の次にトレーサの再湧出率の大きい Well
5 についても，涵養開始後に一時的に NCG 濃度が下がり，予防保全点検後の再噴気で一旦 NCG が元のレベルに戻った後に徐々に低下する様子が示されている。これも涵養効果に依る可能性が考えられるが，他のモニタリングデータと共に今後とも詳しく検討する必要がある。
ここで，Well 8 について，仮に予防保全点検前までの NCG の低下がすべて涵養による蒸気増産効果によるものと仮定した場合，その蒸気生産量の増加率を計算した。涵
養期間中の NCG 濃度の平均を 7wt%とした場合，涵養効果による蒸気の増加割合は471

27%と計算される。
前述のした Well 8 の過去の生産履歴から推定した涵養に伴う蒸気増加割合は約 43%で，NCG 濃度からの増加割合（27%）と概ね整合的である。また，トレーサ試験結果から推定した Well 8 の蒸気増加割合は 7.6%と少ないが明瞭に効果を示している。
今回検討した 3 つの手法の何れもが涵養に伴う蒸気増産の可能性をそれぞれ示しており，現時点においては，涵養井近傍の生産井では涵養に伴い蒸気量が 8～40％程度増加している可能性が考えられる。

第Ⅱ-3-2-5-4-3 表

涵養に伴う Well 8 の非凝縮性ガス濃度の変化

wt%
涵養前
涵養停止時
平均値

測定日
8.9
H27.5.28
5.0
H27.12.25
7.0 （涵養期間中の平均値）

40

NCG濃度（wt%）

35

Well-3Well-1
30
25
20
(涵養)

15
10
5
0

95/4 96/4 97/4 98/4 99/4 00/4 01/4 02/4 03/4 04/4 05/4 06/4 07/4 08/4 09/4 10/4 11/4 12/4 13/4 14/4 15/4 16/4 17/4

年/月
第Ⅱ-3-2-5-4-5 図

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 3）

472

12
11

NCG濃度（wt%）

10Well-5
12/25

11/30

9

6/24 7/24

8

1/26

2/25

7
3/22 4/22

6

8/21

(涵養)

5
4
3
2
1
0

03/4 04/4 05/4 06/4 07/4 08/4 09/4 10/4 11/4 12/4 13/4 14/4 15/4 16/4 17/4

年/月

NCG濃度（wt%）

第Ⅱ-3-2-5-4-6 図

19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 5）

Well-6
5/25

2/25
11/30

8/21
1/26

12/25

3/22
4/22

(涵養)

01/4 02/4 03/4 04/4 05/4 06/4 07/4 08/4 09/4 10/4 11/4 12/4 13/4 14/4 15/4 16/4 17/4

年/月
第Ⅱ-3-2-5-4-7 図

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 6）

473

14

13

Well-8NCG濃度（wt%）

1214JN-R1掘削

11

5/25

10
6/24

9

7/24

8

11/30

7

8/21

4/22

3/22

6

1/26

5

12/2

12/25

4
3

(涵養)

2
1
0
01/4 02/4 03/4 04/4 05/4 06/4 07/4 08/4 09/4 10/4 11/4 12/4 13/4 14/4 15/4 16/4 17/4

年/月
第Ⅱ-3-2-5-4-8 図

蒸気中の NCG 濃度の推移（Well 8）(4) 酸性ガス濃度
地熱貯留層が過熱化すると HCl ガスが発生し，蒸気の酸性化が問題となる現象が知られている。本地域でも Well 12 や Well 18 で過熱蒸気の酸性化が問題となり，生産を停止せざるを得なくなった。
現在，Well 5 と Well 8 は過熱蒸気を生産しているが，この内，Well 5 については涵
養中断後に Well 5 では蒸気凝縮水中の Cl ガス濃度の上昇と pH 低下傾向が見られた。
すなわち，涵養停止後は蒸気の酸性化が進んでいる可能性を示していると思われる。
このため，注水涵養は Well 5 における酸性蒸気の問題を回避し，安定した蒸気生産を継続させる効果があると考えられる。 涵養期間においては，断層 H の積算蒸気量の内，32%が Well 5 による生産である。仮に同坑井の生産が酸性化の問題で継続出来な
くなると，断層 H の約 3 割の蒸気が失われる事となり，これは大きな涵養効果として
位置付けられるものと思われる。
第Ⅱ-3-2-5-4-9 図では昨年 10 月に Cl ガス濃度が低下しているが，同時期は 14JNR1 の抜管作業のために注水が行われており，これが影響したものと考えられる。

474涵養停止後pH低下

各成分濃度の単位：mg/l

14JN-R1注水に伴う濃度の低下？

涵養停止後に濃度上昇
第Ⅱ-3-2-5-4-9 図

Well 5 生産流体の地化学成分濃度(5) 涵養効果のまとめ・考察
a. 涵養に伴う蒸気生産量の増加について
Well 8 の生産履歴から，涵養試験結果の前後の蒸気生産量及び同減衰カーブの比較から，涵養開始後に 43%の蒸気量の増加が推定された。平成 27 年 12 月 10 日時点の断層 H の蒸気生産量は 62.2t/h となる。Well 8 の蒸気量増加（6t/h 分）が全て涵養効果であると仮定すると，断層 G 全体は 56.2=>62.2t/h に増加したと見なせ，約 11%の増産効果に相当する。

475

b. 涵養に伴う蒸気酸性化の改善について（蒸気凝縮水の地化学成分の検討）
Well 5 では涵養試験中断後に pH の低下傾向が見られ，また，Cl ガス濃度の上昇が見られた。これは，過熱化に伴い問題化しつつある HCl ガスの発生が，涵養によって抑えられる傾向を示すと考えられる。
Well 5 ではトレーサ試験でも 1.3%程度の蒸気量増加が推定されており，これとも整合的である。
Well 5 は断層 H の蒸気量の 32%程度生産している。仮に酸性蒸気が問題化すると，同生産域の 1/3 の蒸気量が影響を受ける可能性があり，重要な涵養効果であると考えられる。

c. 断続的な涵養による効果の可能性
平成 25 年度は，Well 12 にマルチトレーサを注入し，近傍の 12 坑井で蒸気サンプ
リングを行い，トレーサの再湧出率を求めた。Well 12 は観測井であった事から，注
水は 10 日間程度と短期間であった。
この時のトレーサ試験では，気相トレーサ（PDMCH）及び二相トレーサ（TFEA）の再湧出率は全体で約 70%と高く，TFEA から推定された涵養水の再蒸気化の割合は
約 60%と高い値を示した。一方，平成 27 年度に 14JN-R1 のトレーサ試験では，TFEAの再湧出率は全体で 5.5%であった。
これについては，平成 25 年度は積算の注水量が少なかった事から，注入された流体が生産ゾーン近傍の過熱域等に長期に滞留していたため，再蒸気化した流体の割合が高かったと考えられる。 一方，平成 27 年度は連続的に注水を行ったために注入水が広域に広がったため，再蒸気化して生産側に戻ってきた流体の割合が少なかったと考えられる。
これは，断続的な注水により，効率的に涵養水を再蒸気化させる事が出来る可能性を示していると思われ，今後の涵養方法の検討の参考になると思われる。

d. 現段階で期待される涵養効果の試算について
断層 F，断層 G，断層 I でも過熱化や蒸気化が進んでいるが，これら断層でも涵養を行い，断層 H と同様な効果が期待される場合の涵養効果を試算した。前述の(1)で，Well8 の生産履歴の検討から断層 H で期待される涵養効果を 11%と試算したが，これ476

が蒸気化・過熱化が進むと考えられる断層 F，断層 G，断層 I に対する涵養を行うことで，同様な効果が期待されると仮定した場合の試算を第Ⅱ-3-2-5-4-4 表に示した。
断層 G 系全体で約 20t/h 程度の涵養効果が見込まれる。
平成 25 年度の減衰予測モデルでは，15 年間で蒸気量が 300t/h⇒200t/h に減衰すると予測したが，涵養による蒸気増産効果が見込まれれば減衰はほぼゼロとなり，坑井トラブルが無ければ追加生産井の掘削の必要性が無くなる事となる。
これに，既に蒸気の酸性化が問題となっている領域からの蒸気生産が可能となれば，更に大きな効果が期待される。

第Ⅱ-3-2-5-4-4 表

断層名
断層H
断層G
断層F
断層I
合計

H27/12/10の蒸気生産量(t/h)

涵養効果の試算

涵養効果を見込んだ試算(t/h)

56.2
108.0
0.0
39.0
203.2

62.2
119.9
0.0
43.2
225.3

※1：Well-8 の生産履歴から推定した涵養効果を参照し，各断層で 11%の涵養効果があったと仮定。
※2：断層 H の H27/12/10 の蒸気生産量については，Well-8 で推定される涵養効果分(6t/h)を差し引いた値を示している。

５. 対策の検討
前述したとおり，Well 8 の生産障害は，涵養水が涵養井の 9-5/8”CSG シューからケーシ
ングの外側を通り，浅部の断裂系を経由して Well 8 に到達したことで引き起こされたものと考えられる。
そのため，涵養を再開するためには涵養井の改修工事が必要と考えられた。
改修工事の方法はいくつか検討したが，リスク低減と工期短縮を優先し，9-5/8”CSG 区間からのサイドトラックによる改修を選択した。涵養井周辺は断裂が多く，元坑掘削時も逸水が起こっているが，生産井への影響や地層温度が高温となることから十分なケーシン
グセメンチングを施すことができなかった。そこで，改修工事では 7”CSG シュー付近に高温環境でも使用可能なメタルパッカーを設置し，確実に遮蔽することとした。
第Ⅱ-3-2-5-5-1 図に涵養井のサイドトラック坑計画図を示す。

477

第Ⅱ-3-2-5-5-1 図

涵養井のサイドトラック坑計画図478

II－３－３ 評価
１. 予備試験の評価
予備試験を通じて以下のことが明らかになった。
① 涵養試験を平成 27 年 6 月 4 日～平成 27 年 12 月 26 日に実施し、各種モニタリ
ングデータを解析した結果、以下の効果を確認することができた。
・ Well 8 における蒸気生産量の増加および NCG の低下
・ Well 5 における pH の低下傾向および Cl ガス濃度の上昇の緩和
・ Well 5,8 における涵養水の蒸気化による生産量増加② 奥会津地熱地域の地熱構造モデルを更新し、キャップロックの形状、生産ゾーンと還元ゾーンの関係、流体の移動範囲・境界等を明らかにした。

③ 地熱構造モデルの更新および超臨界モジュールの開発により、貯留層シミュレー
ションの精度を向上させた。

④ Well 8 の生産障害の要因は、涵養井のケーシングセメンチングの破断（導通）、
これによる透水性の高いき裂を通じての Well 8 への涵養水の侵入であることを明らかにした。

２. 涵養再開に向けての対策
涵養井浅部からの涵養水の回り込みを防ぐため，涵養井を改修することとした。改修工事の方法を検討した結果，リスク低減と工期短縮を優先し，9-5/8”CSG 区間からのサイドトラックによる改修を選択した。
改修工事は平成 29 年度に開始しており，8-1/2”坑の坑跡コントロール区間（深度 1,900m）まで掘削し作業を中断している。今後は計画深度である 2,100m まで掘削を行い，試験計
画の再検討を経て涵養試験を再開する予定である。

479

II－３－４ 操業
本委託研究では，予備試験中に他坑井との干渉が明らかになったため，予備試験の途中で試験を中断している。そのため，本章は今後の研究開発の進捗に応じて追加記載する予
定である。

480

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